GoDDaR: Go 코드에서 데드락을 자동으로 감지하고 수정하기

Go 프로그래밍 언어는 goroutine을 통해 동시성 프로그래밍에 대한 경량 추상화를 제공하지만, 이는 데드락(deadlock)에 취약합니다. Go에는 모든 스레드가 차단될 때 실행을 중단시키는 런타임 감지기가 포함되어 있습니다 (글로벌 데드락). 그러나 비결정론적 스레드 스케줄링으로 인해 이 런타임 메커니즘은 실행 중에 나타나는 글로벌 데드락만 감지할 수 있으며, 일부 goroutine이 영구적으로 차단되고 적어도 하나는 여전히 실행 가능한 상태인 부분적 데드락(partial deadlock)은 식별할 수 없습니다. 신뢰할 수 있는 동시성 소프트웨어를 개발하기 위해서는 로컬 데드락을 정적으로 감지하는 것이 필수적입니다. 여러 도구가 동시 프로그램에서 데드락을 정적으로 감지하지만, 이를 수정하는 것을 돕는 경우는 드뭅니다. 부분적 데드락을 감지하고 해결하려면 복잡한 인터리빙(interleaving)과 통신 패턴에 대한 추론이 필요하며, 이는 본질적으로 어려운 작업입니다. 본 논문에서는 Go 프로그램에서 관찰되지 않은 글로벌 또는 부분적 데드락을 감지하고 구체적인 수정 방안을 제안하는 도구인 GoDDaR을 제시합니다. GoDDaR은 Go 소스 코드를 메시지 전달 통신 이벤트와 합성 패턴을 반영하는 중간 표현(intermediate representation)으로 변환합니다. 부분적 데드락은 이 표현에 대한 기호 분석(symbolic analysis)을 통해 식별됩니다. 감지된 데드락을 해결하기 위해, 저희의 알고리즘은 문제적인 동기화 패턴을 제거하도록 중간 표현을 변환하며, 이를 통해 GoDDaR은 원본 Go 소스 코드에 대한 수정 제안을 diff 형태로 생성할 수 있습니다. 우리는 문헌 및 git 저장소에서 가져온 대표적인 데드락 예제 벤치마크 스위트에서 GoDDaR을 평가하여 알고리즘의 정확성을 검증하고 최신 기술(state of the art)과 성능을 비교했습니다. 그 결과, GoDDaR이 부분적 데드락 감지 분야에서 최고 수준의 접근 방식들과 경쟁력이 있으며, 자동화된 데드락 수정 분야에서 최신 기술을 발전시켰음을 입증합니다.