OLSRT: รันไทม์ Concurrency ในภาษา C11 พร้อมระบบ Actor และ Event Loop

เมื่อสี่ปีที่แล้ว การเขียนโค้ด Concurrent ด้วยภาษา C บนระบบปฏิบัติการ Linux มักบังคับให้นักพัฒนาต้องเขียนโครงสร้างพื้นฐานเดิมซ้ำๆ ไม่ว่าจะเป็น epoll wrapper, thread pool, lock-free queue, promise type ไปจนถึงระบบปิดการทำงานที่สะอาดโดยไม่ให้เกิดหน่วยความจำรั่วไหล แม้โครงการบางแห่งจะเลือกใช้ไลบรารีอย่าง libuv ได้สำเร็จ แต่โปรเจกต์ส่วนใหญ่ก็ยังคงต้องเสียเวลาสร้างระบบเหล่านี้ขึ้นมาใหม่เองอยู่ดี

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทางทีมพัฒนาจึงได้สร้าง OLSRT ขึ้นมา ซึ่งเป็น C11 runtime ภายใต้ไลเซนส์ Apache-2.0 ที่รวบรวมองค์ประกอบพื้นฐานเหล่านี้ไว้ในที่เดียว พร้อมโมเดลการเป็นเจ้าของข้อมูล (ownership model) ที่สอดคล้องกันและมี event loop เดี่ยวทำหน้าที่เชื่อมโยงทุกอย่างเข้าด้วยกันอย่างลงตัว

จุดเด่นสำคัญคือโครงสร้างทั้งหมดเขียนด้วยภาษา C11 แท้ๆ ปราศจากการใช้งาน C++, ไม่มีระบบ garbage collector และไม่มีการพึ่งพาไลบรารีภายนอกใดๆ เพิ่มเติมนอกเหนือจาก pthreads และ standard library พื้นฐานเท่านั้น

ภาพประกอบจากคลังภาพสต็อก ไม่ใช่ภาพจากเหตุการณ์จริง

สำหรับการปล่อยอัปเดตเวอร์ชันก่อนหน้านี้เคยถูกปล่อยออกมาโดยไม่มีชุดทดสอบอย่างเป็นทางการ จนกระทั่งต่อมาทีมงานพบข้อผิดพลาดจริงถึง 11 จุด ทางทีมจึงใช้เวลาหนึ่งสัปดาห์เต็มในการเขียนชุดทดสอบ regression test ก่อนจะเริ่มลงมือแก้ไขทีละจุดพร้อมเปิดใช้งาน ASan, UBSan และ TSan ในทุกๆ commit ที่ส่งโค้ดเข้าไป

รายการข้อผิดพลาดที่พบและแก้ไขถือว่ามีประโยชน์อย่างยิ่งในการเรียนรู้ เช่น บั๊กประเภท heap-use-after-free ที่ตรวจพบได้เฉพาะผ่าน ASan และบั๊กด้าน memory-ordering ใน lock-free ring buffer ปัจจุบันโปรเจกต์นี้มีข้อกำหนดการตรวจสอบ (assertions) ทั้งหมด 22 ข้อกระจายอยู่ใน 6 ชุดทดสอบ ซึ่งทั้งหมดผ่านการรันอย่างไร้ที่ติภายใต้แฟล็ก -fsanitize=address,undefined และ -fsanitize=thread แม้ตัวเลขนี้จะไม่ใช่ชุดทดสอบขนาดใหญ่โตมโหฬาร แต่ก็เป็นเส้นแบ่งสำคัญระหว่างรันไทม์ที่คุณกล้าใช้งานกับโปรเจกต์จริงและรันไทม์ที่ไม่น่าไว้วางใจ