maisМоделирование и анализ информационных системModeling and Analysis of Information Systems1818-10152313-5417Yaroslavl State University10.18255/1818-1015-2017-6-718-729mais-609Research ArticleОригинальные статьиArticlesК критериям оценки безопасности нулевых ссылок при инициализации объектаTowards Null Safety Benchmarks for Object Initializationhttps://orcid.org/0000-0003-4873-8306КогтенковАлександр ВалентиновичKogtenkovAlexander V.

кандидат наук (Doctor of Sciences ETH Zurich), Независимый ученый, г. Подольск

Doctor of Sciences ETH Zurich Independent scientist, Podolsk

kwaxer@mail.ru201718122017246718729Copyright © Когтенков А.В., 20172017Когтенков А.В.Kogtenkov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/609

Разыменование нулевого указателя остаётся одной из основных проблем в современных объектно-ориентированных языках. Очевидное добавление ключевых слов, чтобы различать всегда ненулевые и возможно нулевые ссылки, оказывается недостаточным во время инициализации объекта, когда некоторые поля, объявленные всегда ненулевыми, могут временно быть нулевыми до окончания инициализации. Данная работа устанавливает ключевые причины проблемы инициализации объектов. Она предлагает сценарии и метрики в качестве эталонных тестов для сравнения решений этой проблемы. Наконец, она демонстрирует применение этих тестов к предложенному решению инициализации объектов в Eiffel. Статья публикуется в авторской редакции.

разыменование нулевого указателя; безопасность нулевых ссылок; безопасность пустых ссылок; инициализация объектов; статический анализ; эталонные тесты безопасности нулевых ссылок

Null pointer dereferencing remains one of the major issues in modern object-oriented languages. An obvious addition of keywords to distinguish between never null and possibly null references appears to be insufficient during object initialization when some fields declared as never null may be temporary null before the initialization completes. This work identifies the key reasons of the object initialization problem. It suggests scenarios and metrics to be used as the benchmarks to compare solutions of this problem. Finally, it demonstrates application of the benchmarks on the proposed solution for object initialization in Eiffel. The article is published in the author’s wording.

 

разыменование нулевого указателябезопасность нулевых ссылокбезопасность пустых ссылокинициализация объектовстатический анализэталонные тесты безопасности нулевых ссылокnull pointer dereferencingnull safetyvoid safetyobject initializationstatic analysisnull safety benchmarksReferencesF¨ahndrich Manuel, Leino K. Rustan M., “Declaring and Checking Non-null Types in an Object-oriented Language”, Proceedings of the 18th Annual ACM SIGPLAN Conference on Object-oriented Programing, Systems, Languages, and Applications, OOPSLA ’03, ACM, New York, NY, USA, 2003, 302–312, http://doi.acm.org/10.1145/949305. 949332.F¨ahndrich Manuel, Leino K. Rustan M., “Declaring and Checking Non-null Types in an Object-oriented Language”, Proceedings of the 18th Annual ACM SIGPLAN Conference on Object-oriented Programing, Systems, Languages, and Applications, OOPSLA ’03, ACM, New York, NY, USA, 2003, 302–312, http://doi.acm.org/10.1145/949305. 949332.F¨ahndrich Manuel, Xia Songtao, “Establishing Object Invariants with Delayed Types”, Proceedings of the 22nd Annual ACM SIGPLAN Conference on Object-oriented Programming Systems and Applications, OOPSLA ’07, ACM, New York, NY, USA, 2007, 337–350, http://doi.acm.org/10.1145/1297027.1297052.F¨ahndrich Manuel, Xia Songtao, “Establishing Object Invariants with Delayed Types”, Proceedings of the 22nd Annual ACM SIGPLAN Conference on Object-oriented Programming Systems and Applications, OOPSLA ’07, ACM, New York, NY, USA, 2007, 337–350, http://doi.acm.org/10.1145/1297027.1297052.Gamma Erich, Helm Richard, Johnson Ralph, Vlissides John, Design Patterns: Elements of Reusable Object-oriented Software, Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., Boston, MA, USA, 1995.Gamma Erich, Helm Richard, Johnson Ralph, Vlissides John, Design Patterns: Elements of Reusable Object-oriented Software, Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., Boston, MA, USA, 1995.JetBrains, Kotlin Language Specification, https://jetbrains.github.io/kotlin-spec/kotlin-spec.pdf, visited on 2017-01-31.JetBrains, Kotlin Language Specification, https://jetbrains.github.io/kotlin-spec/kotlin-spec.pdf, visited on 2017-01-31.Kogtenkov A. V., “Mechanically Proved Practical Local Null Safety”, Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS, 28:5 (2016), 27–54, DOI:10.15514/ISPRAS-2016-28(5)-2.Kogtenkov A. V., “Mechanically Proved Practical Local Null Safety”, Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS, 28:5 (2016), 27–54, DOI:10.15514/ISPRAS-2016-28(5)-2.Bertrand Meyer, Targeted expressions: safe object creation with void safety, 2017, http://se.ethz.ch/ meyer/publications/online/targeted.pdf, visited on 2017-05-08.Bertrand Meyer, Targeted expressions: safe object creation with void safety, 2017, http://se.ethz.ch/ meyer/publications/online/targeted.pdf, visited on 2017-05-08.Qi Xin, Myers Andrew C., “Masked Types for Sound Object Initialization”, Proceedings of the 36th Annual ACM SIGPLAN-SIGACT Symposium on Principles of Programming Languages, POPL ’09, ACM, New York, NY, USA, 2009, 53–65, http://doi.acm.org/10.1145/1480881.1480890.Qi Xin, Myers Andrew C., “Masked Types for Sound Object Initialization”, Proceedings of the 36th Annual ACM SIGPLAN-SIGACT Symposium on Principles of Programming Languages, POPL ’09, ACM, New York, NY, USA, 2009, 53–65, http://doi.acm.org/10.1145/1480881.1480890.Spoto Fausto, “Precise null-pointer analysis”, Software & Systems Modeling, 10:2 (2011), 219–252, http://dx.doi.org/10.1007/s10270-009-0132-5.Spoto Fausto, “Precise null-pointer analysis”, Software & Systems Modeling, 10:2 (2011), 219–252, http://dx.doi.org/10.1007/s10270-009-0132-5.Summers Alexander J., M¨uller Peter, “Freedom Before Commitment: A Lightweight Type System for Object Initialisation”, Proceedings of the 2011 ACM International Conference on Object Oriented Programming Systems Languages and Applications, OOPSLA ’11, ACM, New York, NY, USA, 2011, 1013–1032, http://doi.acm.org/10.1145/2048066.2048142.Summers Alexander J., M¨uller Peter, “Freedom Before Commitment: A Lightweight Type System for Object Initialisation”, Proceedings of the 2011 ACM International Conference on Object Oriented Programming Systems Languages and Applications, OOPSLA ’11, ACM, New York, NY, USA, 2011, 1013–1032, http://doi.acm.org/10.1145/2048066.2048142.Kogtenkov Alexander, “Practical Void Safety”, Verified Software. Theories, Tools, and Experiments, 2017, http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-72308-2_9.Kogtenkov Alexander, “Practical Void Safety”, Verified Software. Theories, Tools, and Experiments, 2017, http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-72308-2_9.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.