通过差分测试揭示服务端 WebAssembly 运行时的性能问题
软件工程
2023-09-22 v1
摘要
WebAssembly（Wasm）是一种最初作为 Web 应用编译目标的字节码格式。近来它在服务端的使用日益增多，例如，作为 Linux 容器的更安全、更快速且更具可移植性的替代方案。随着服务端 Wasm 应用的普及，研究 Wasm 运行时中的性能问题（即异常延迟）至关重要，因为它们可能对服务端应用造成显著影响。然而，目前仍缺乏对服务端 Wasm 运行时性能问题的关注。在本文中，我们设计了一种新颖的差分测试方法 WarpDiff，以识别服务端 Wasm 运行时中的性能问题。其核心洞见是，在正常情况下，同一测试用例在不同 Wasm 运行时上的执行时间应遵循一个预言比率（oracle ratio）。我们识别出执行时间比率显著偏离该预言比率的异常情形，并随后定位导致性能问题的 Wasm 运行时。我们将 WarpDiff 应用于使用来自 LLVM 测试套件的 123 个测试用例测试五种流行的服务端 Wasm 运行时，并展示了我们识别出的前 10 个异常情形。我们进一步对这些异常情形进行了深入分析，总结出七个性能问题，所有问题均已得到开发者确认。我们希望我们的工作能启发未来关于改进 Wasm 运行时实现的研究，从而促进服务端 Wasm 应用的发展。
引用
@article{arxiv.2309.12167,
title = {Revealing Performance Issues in Server-side WebAssembly Runtimes via Differential Testing},
author = {Shuyao Jiang and Ruiying Zeng and Zihao Rao and Jiazhen Gu and Yangfan Zhou and Michael R. Lyu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.12167},
year = {2023}
}
备注
Accepted by the 38th IEEE/ACM International Conference on Automated Software Engineering (ASE 2023)