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微软研究院开源编程语言Verona,借鉴Rust、Cyclone等特性

发布时间:2020-01-22    浏览数:
机器之心报道

作者:一鸣、Jamin

近日,微软研究院开源了一个名为 Verona 的项目。这是一个面向研究的编程语言,旨在解决内存管理和计算机安全方面的问题,并借鉴了 Rust 等的新特性。

计算机安全中很多问题都和内存管理相关,很多相关研究机构正在探究一些方法。近日,微软研究院开源了一个研究型的编程语言项目——Verona。
Verona 语言是一个开源项目,微软研究院希望通过这个项目帮助学界研究更好的内存管理方法。据悉,该项目吸收了 Rust、Cyclone 的一些特点。
开源地址:https://github.com/microsoft/verona
Verona 语言是什么
Verona 是一个微软研究院发起的项目,用于研究并发方面的问题。研究者希望提供一种新的并发模型,能够无缝地和所有权结合。
根据微软给出的介绍,Verona 项目旨在探索有关语言和 runtime 方面的研究,以实现安全的可扩展内存管理和分区工作。
主要的研究问题如下:

如果设计的语言没有并发突变,是否可以构建可扩展的内存管理;能否在不牺牲内存管理的情况下,使用线性区域来消除每个对象线性度的限制;能否使用语言级别的分隔?


目前 Verona 仍然是一个处于很早期的研究类项目,部分类型检查器还有待实现,同时实现的语言功能也较少。
社区评价
项目开源后引起了社区的讨论。一些开发者认为,Verona 尝试抽象所有者模型,更接近人们的使用习惯,能够在不失安全性的情况下创建数据结构,但是是否能够成功有待观察。

微软研究院开源编程语言Verona,借鉴Rust、Cyclone等特性(1)

微软研究院开源编程语言Verona,借鉴Rust、Cyclone等特性(2)


还有开发者认为,从微软本身(而不是微软研究院)的角度来看,建立一个像 Go 语言那样的原生语言也是应该的。

微软研究院开源编程语言Verona,借鉴Rust、Cyclone等特性(3)


Verona 要解决的问题
「系统编程语言」是一个有着广泛范围的问题。从高级关键性能系统到低级的内存管理器,以及内核模块都有所涉及。系统编程有两个不同的方面:
可预测性

延迟资源占用


原始访问(Raw access)

可将内存直接视作位(bits)和字节(bytes)硬件层面使用更少的抽象(甚至完全不需要)


并发突变和内存安全
在 Verona 项目中,研究者认为放弃并发型突变(concurrent mutation)是可扩展内存管理的必要一步。通过消除并发型突变,开发者就不能将并发实现成库。通常情况下有两种选择,暴露「unsafe」以启用不安全的库去实现并发(如 Rust),或者为语言提供一个并发模型(如 Pony)。
前者意味着编程语言只能依赖较少的不变量,因为它无法理解那些非安全模块中的代码是如何提供并发能力的。后者意味着需要一个惊人的 Concurrency Story,因为只能有一个 Concurrency Story。
共享所有权
在 Verona 中,研究者引入一种新的并发型编程模型:并发所有者,简称 cowns。它封装了一些资源集(如内存区域),同时确保了每次由一个执行线程访问这些资源。
在 Verona 中,我们可以将一个对象包装在 cown 中,使其并发。


据项目介绍称,这一项目希望能够通过开源和研究界展开更多的合作。目前项目仍在早期阶段,对于微软本身使用的工程项目不会有影响。

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