界: Time and State

分散型計算とは、時間と状態に関するものです。つまり、複数のコンポーネントが通信するためには、状態を共有しなければならず、そのためには時間がかかります。

ほとんどのプログラマーは、自分の仕事を人であるかのように考えています。彼らは、自分で仕事をしなければならない場合、自分がするのと同じように、1 つのスレッドのコントロールでプログラム全体を実行することを考えます。しかし、最近のコンピュータは、タスクの切り替えが非常に速く、マルチコア、マルチ CPU、分散システムなどでは、2 つのイベントが全く同時に発生することもあります。不具合は、プログラマーが考えたプログラムの実行方法のモデルと、現実に起きていることとのギャップを埋めるために押し寄せます。これらの欠陥は、スレッド、プロセス、時間、および情報の間の予期せぬ相互作用に関連しています。これらの相互作用は、セマフォ、変数、ファイルシステムなど、基本的には情報を保存できるあらゆるものを含む共有状態を通じて行われます。

Code Correctness: Double-Checked Locking

Java/JSP

Abstract

Double-Checked Locking は、意図した効果が得られない不正な用法です。

Explanation

これまでも才能ある数多くの個人がかなりの時間を費やし、性能を向上させるために Double-Checked Locking を機能させようと取り組んできました。しかし、一度も成功したことはありません。

例 1: 一見して、次のコードのビットは不必要な同期化を回避しながらスレッドの安全を実現しているように思われます。


if (fitz == null) {
  synchronized (this) {
    if (fitz == null) {
      fitz = new Fitzer();
    }
  }
}
return fitz;

プログラマは、Fitzer() オブジェクトが 1 つのみ割り当てられていることを保証したいと考えますが、このコードのコールのたびに同期化させるコストをかけたくはありません。この用法は Double-Checked Locking として知られます。

残念ながら、うまく機能せず、複数の Fitzer() オブジェクトが割り当てられます。詳細は「Double-Checked Locking is Broken」宣言を参照してください [1]。

References

[1] D. Bacon et al. The "Double-Checked Locking is Broken" Declaration

[2] LCK10-J. Use a correct form of the double-checked locking idiom CERT

[3] Standards Mapping - CIS Azure Kubernetes Service Benchmark 1

[4] Standards Mapping - CIS Amazon Elastic Kubernetes Service Benchmark 3

[5] Standards Mapping - CIS Amazon Web Services Foundations Benchmark 1

[6] Standards Mapping - CIS Google Kubernetes Engine Benchmark normal

[7] Standards Mapping - Common Weakness Enumeration CWE ID 609

[8] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.0 Requirement 6.5.6

[9] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.2 Requirement 6.5.6

[10] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.2.1 Requirement 6.5.6

[11] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.1 Requirement 6.5.6

[12] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.0 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection

[13] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.1 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection

[14] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.2 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection

desc.structural.java.code_correctness_double_checked_locking