Transcript 非明示的型付き デッドロックフリー プロセス計算

非明示的型付き
デッドロックフリー プロセス計算
小林 直樹 斉藤 新 住井 英二郎
東京大学
並行プログラミング
より優れた表現力
 既存のシステムとの合致

並列 ・ 分散環境
 本質的に並列性をもつアプリケーション

 ユーザ・インタフェース
 シミュレーション
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並列プロセス計算のモデル

 計算 [Milner et al. 92] の変種：
チャネル間通信に基づく並行プロセス計算






new x in P
x![c].P / x?[y].P
P|Q
*P
if x then P else Q
(channel creation)
(output/input)
(parallel execution)
(replication)
(conditional branch)
x![c].P | x?[y].Q → P|{c/y}Q
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並行計算の表現力
2値セマフォ
 関数サーバ
 並行オブジェクト

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並行プログラムの安全性
ネットワークからソフトウェアを
ダウンロード
 大規模な並列･分散システムでは
全体のテストが困難

→ 安全性の保証が必要
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型システムによるアプローチ
逐次言語に対しては成功
 並行言語にはそのまま適用できない


CML の例：
fun f n =
let val ch = channel() in
accept(ch) + n
end
├ f: int -> int
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型システムによるアプローチ

並行言語にはそのまま適用できない

CML の例：
fun f n =
let val ch = channel() in
accept(ch) + n
end
├ f: int -> int
(f 1) → 途中で停止
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並行プログラムの安全性

例：並行プログラムが意図した
動作をするか
関数サーバが値を返してくるか
 ロックを獲得したプロセスはいずれ
ロックを解放するか

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既存の研究

線形チャネルプロセス計算
[Kobayashi, POPL 96]

部分的デッドロックフリープロセス計算
[Kobayashi, TOPLAS 98]

チャネル使用法計算に基づく拡張
[Sumii & Kobayashi, HLCL 98]

チャネルの使用方法を明示的に
プログラマが指定
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非明示的型付けプロセス計算

構文
通信にプログラマの意図を付加
 new x:[]t/U in P
 x!a[y].P / x?a[y].P
a  {, c, o, co}
x?c[y].P
成功してほしい通信
x?o[y].P
いずれは実行されてほしい通信
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型推論の例

恒等関数のサーバ
new f in
(*f?[n,r].r![n]|
new c in f![3,c].c?c[x])
 関数の返り値を受け取る通信は
成功してほしい

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型推論の例

恒等関数のサーバ


new f in
(*f?[n,r].r![n]|
new c in f![3,c].c?c[x])
型推論 →
f:[int,[int]t1/Oo]t2/(*Io|Oc)
c:[int]t1/(Ic|Oo)
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結論と今後の課題

結論



非明示的型付けによる
デッドロックフリープロセス計算および
型推論アルゴリズムを考案
SML/NJ による型検査器を実装
http://www.yl.is.s.u-tokyo.ac.jp/~shin/pub/
課題


型システムの拡張
実際の並列言語 (Pict, CML, Java) への応用
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