1. ICST2015 勉強会 論文紹介
セッション: Static Analysis 静的解析
紹介者: 鷲崎 弘宜
早稲田大学グローバルソフトウェアエンジニアリング研究所
2015年7月4日

2. “A Lightweight, Static Approach to Detecting
Unbounded Thread-Instantiation Loops”
Jing Xu 他 (University of Texas at Arlington)
• 目的: 上限なくスレッドを生成してしまう可能性の
あるループを簡易に発見
• アイディア:
– スレッド生成の決定ロジックはたいていシンプル
– 経験則によりパターンを幾つか定義
• 貢献
– 軽量なスレッド生成非有界ループの静的解析手法
– 手法のEclipseプラグイン実装
– 24のJavaサーバアプリケーションにおいて有用性を確
認
2

3. 動機づけの例
• Tornado: マルチス
レッドWebサーバ
• minIdleThreadsは
定数
• しかしidleThreads
は単調増加「しな
い」可能性あり
3
1 public void run() {
2 int minIdleThreads = Tornado.getConfig().getMinIdle();
3 int maxIdleThreads = Tornado.getConfig().getMaxIdle();
4 while (true) {
5 try {
6 Thread.sleep(this.sleepTime);
7 } catch (InterruptedException e) {}
8 int idleThreads = this.threadPool.getIdleThreads();
9 Tornado.log.debug(idleThreads + " idle; "
+ this.threadPool.getBusyThreads() + " busy");
10 if (idleThreads < minIdleThreads) {
11 spawnThreads(minIdleThreads - idleThreads);
12 continue;
13 }
14 if (idleThreads <= maxIdleThreads)
15 continue;
16 killThreads(idleThreads - maxIdleThreads);
17 }
18 }
19 private void spawnThreads(int num) {
20 Tornado.log.debug(num + "new threads spawned");
21 for (int i = 0; i < num; i++)
22 this.threadPool.addThread();
23 }
24 public void addThread() {
25 ServerThread t = new ServerThread(this.serverGroup,
this.taskPool, this);
26 t.start();
27 }
Jing Xu, et al, “A Lightweight, Static Approach to Detecting Unbounded Thread-Instantiation Loops,” ICST2015.

4. 手法など
• 具体的には
– 5つのスレッド生成有界パターンを経験則で定義
– パス解析によりパターンに適合しなければNG判定
– 呼び出しやループのネスト数の制限により解析時間
を調整可能（従って見逃しもある）
• 評価
– 24のJava OSSマルチスレッドサーバ
– 41のNG判定、うち38は正しかった
– 実行時間は数分～15時間以上
• 所感
– 実用を十分に検討（ただし見逃しは？）
– やっぱりパターン！
4
Jing Xu, et al, “A Lightweight, Static Approach to Detecting Unbounded Thread-Instantiation Loops,” ICST2015.

5. “QuickChecking Static Analysis Properties”
Jan Midtgaard 他 (Aarhus University)
• 目的: 動的言語における静的解析ツールの性質テスト
• アイディア:
– 静的解析の正しさは、仕様が束（ラティス）を形成することと、
その束上で関数が単調写像であること
– 関数型言語向けのQuickchecking手法の応用: 入力の生成と
性質のテスト
• 貢献:
– 動的言語における型解析の束構造のテスト
– テストしたい性質を定義する型安全なOcamlベースDSL
– 型安全な汎用のコンビネータを複数用意
– Lua言語用の型解析系において欠陥を発見、単順なカバレッ
ジテストでは発見困難
• 所感: 「静的解析ツールは正しいのか？」というメタな問
いへのチャレンジ。他にも同様の問いかけはありそう。
5

6. 6
module L = struct
let name = "examplelattice"
type elem = Top | Bot
let leq a b = match a,b with
| Bot, _ -> true
| _, Top -> true
| _, _ -> false
let join e e’ = if e = Bot then e’ else Top
let meet e e’ = if e = Bot then Bot else e’
(* ... *)
let to_string e = if e = Bot then "Bot" else "Top"
end
let flip e = if e = L.Bot then L.Top else L.Bot
Jan Midtgaard, et al. “QuickChecking Static Analysis Properties,” ICST 2015.
単調写像ではない関数
TopとBotからなる束

7. “Sound and Quasi-Complete Detection of
Infeasible Test Requirements”
Sebastien Bardin 他 (CEA)
• 目的: 実行不可能なテスト要求を概ね全て静的解析
により自動検出
• アイディア:
– 値解析と最弱事前条件計算の利用
– カバレッジ上のテスト要求 ⇒ ラベル ⇒ アサーション
• 貢献:
– 実行不可能なテスト要求の自動検出
– 12の小規模プログラムに対して、条件網羅、複数（複合）
条件網羅における実行不可能なテスト要求をほぼ全て検
出成功
– テスト自動生成の効率化に寄与: 平均3.8倍
• 所感:
– 自動テスト用途では有用そう
– 現実の一定規模プログラムにスケールするか？ 7

8. 8
statement_1;
if (x==y && a<b)
{...};
statement_3;
statement_1;
//! l1: x==y
//! l2: x!=y
//! l3: a<b
//! l4: a>=b
if (x==y && a<b)
{...};
statement_3;
statement_1;
//! l1: x==y && a<b
//! l2: x!=y && a<b
//! l3: x==y && a>=b
//! l4: x!=y && a>=b
if (x==y && a<b)
{...};
statement_3;
条件網羅 複数（複合）条件網羅
if (x) {
//! l1: !x && !y
if (!x || y)
{...};
}
if (x) {
//@ assert !(!x && !y);
if (!x || y)
{...};
}
非実行可能なテスト要求から妥当な表明への変換
Sebastien Bardin, “Sound and Quasi-Complete Detection of Infeasible Test Requirements,” ICST2015.