Werkzeugunterstützte Eliminierung von Data-Races in Eclipse

Ein Data-Race bezeichnet eine Situation, in der ein Thread auf ein Datum zugreift und gleichzeitig ein anderen Thread darauf schreibt.[5] In C++ ist seit dem C++11-Standard festgelegt, dass das Verhalten im Falle eines Data-Races undefiniert ist (siehe [2] §1.10/21). Weil undefinierte Zustände von kritischen Systemen in einer technikdurchdrungenen Gesellschaft wie der unseren zu beliebig großen Sachund Personenschäden führen können, ist die Vermeidung solcher Zustände ein wichtiges Forschungsgebiet. Ein Data-Race wird als gefährlich bezeichnet, wenn durch das undefinierte Verhalten mindestens eine kritische Invariante des Gesamtsystems verletzt werden kann. Informell kann man sagen, dass Data-Races gefährlich sind, wenn das Gesamtverhalten des Systems unerwartet beeinflusst werden kann. Gefährlich ist z. B., wenn eine globale Zustandsvariable einen Wert annehmen kann, der kein definiertes Verhalten verursacht. Nicht gefährlich hingegen ist z. B. die Ausgabe von Fortschrittsinformationen auf der Kommandozeile. Weil die Identifikation von Data-Races im Allgemeinen unentscheidbar ist, verwenden wir eine überapproximierte Data-Race-Menge. Um dies zum Ausdruck zu bringen, sprechen wir im Folgenden von einem potentiellen Data-Race, wenn nicht entschieden werden kann, ob es sich um ein reales Data-Race handelt. Es hat sich gezeigt, dass die manuelle Bewertung einzelner potentieller Data-Races viel Zeit beansprucht und daher für Systeme mit vielen potentiellen Data-Races nicht mit vertretbarem Aufwand durchführbar ist. Hier bieten sich prinzipiell zwei Lösungswege. Zum einen kann man versuchen, durch präzisere Analysen die Anzahl der vermeintlichen DataRaces zu verringern. Zum anderen kann man versuchen, den manuellen Bewertungsprozess durch bessere Werkzeugunterstützung zu beschleunigen. Dazu kann man versuchen, mit Heuristiken potentielle Data-Races vorab zu klassifizieren[1]. Außerdem kann man relevante Informationen so aufbereiten, dass sie schneller verarbeitet werden können. Letzteren Ansatz verfolgen wir im Weiteren.