[インデックス 10801] ファイルの概要
このコミットでは、Go言語の標準ライブラリであるfmtパッケージの動作を修正しています。具体的には、fmtパッケージが値の文字列化を行う際に、その値がString()メソッド（fmt.Stringerインターフェースを実装している場合）を呼び出すことで発生する可能性のある無限再帰の問題に対処しています。
変更されたファイルは以下の2つです。
src/pkg/fmt/fmt_test.go: このファイルには、fmtパッケージのテストコードが含まれています。今回のコミットでは、String()メソッドが誤動作した場合に無限再帰が発生しないことを確認するための新しいテストケースが追加されています。src/pkg/fmt/print.go: このファイルは、fmtパッケージの主要な印刷ロジックを実装しています。今回のコミットでは、再帰を防ぐためのロジックが追加されています。
コミット
commit 24e9683ae654c804b7da6da47ef60b9060db718e
Author: Rob Pike <r@golang.org>
Date: Wed Dec 14 16:37:54 2011 -0800
fmt: don't recur if String method (etc.) misbehaves
Fixes #2555.
R=golang-dev, dsymonds, r
CC=golang-dev
https://golang.org/cl/5486076
GitHub上でのコミットページへのリンク
https://github.com/golang/go/commit/24e9683ae654c804b7da6da47ef60b9060db718e
元コミット内容
fmt: don't recur if String method (etc.) misbehaves
Fixes #2555.
R=golang-dev, dsymonds, r
CC=golang-dev
https://golang.org/cl/5486076
変更の背景
このコミットは、Go言語のfmtパッケージにおける特定のバグ、Issue 2555を修正するために行われました。この問題は、ユーザー定義型がfmt.Stringerインターフェース（String() stringメソッドを持つ）を実装している場合に発生する可能性がありました。
具体的には、fmtパッケージが値を文字列化する際に、その値がString()メソッドを持っていると、fmtは自動的にそのメソッドを呼び出して文字列表現を取得します。しかし、もしこのString()メソッドの内部で、再びfmtパッケージの関数（例: fmt.Sprintf）を使って自身のインスタンスをフォーマットしようとすると、fmtは再度String()メソッドを呼び出そうとし、結果として無限再帰に陥り、最終的にはスタックオーバーフローを引き起こす可能性がありました。
このコミットの目的は、このような「誤動作するString()メソッド」が引き起こす無限再帰を防ぎ、fmtパッケージの堅牢性を向上させることでした。fmtパッケージがエラー状態にある間は、ユーザー定義のString()メソッドの呼び出しを抑制することで、この問題が解決されています。
前提知識の解説
fmtパッケージと文字列フォーマット
Go言語のfmtパッケージは、C言語のprintfに似た書式設定されたI/O機能を提供します。fmt.Print, fmt.Println, fmt.Sprintfなどの関数を通じて、様々な型の値を文字列に変換して出力したり、文字列として取得したりすることができます。
fmt.Stringerインターフェース
fmt.StringerはGoの標準ライブラリで定義されているインターフェースの一つです。
type Stringer interface {
String() string
}
このインターフェースを実装する型は、String()という名前のメソッドを持ち、そのメソッドは自身の値を人間が読める文字列形式で返す責任があります。fmtパッケージの関数は、値をフォーマットする際に、その値がfmt.Stringerインターフェースを実装しているかどうかをチェックします。もし実装していれば、fmtはデフォルトでそのString()メソッドを呼び出し、返された文字列をフォーマット結果として使用します。これにより、開発者は独自の型をfmtパッケージで自然に表示させることができます。
無限再帰とスタックオーバーフロー
再帰とは、関数が自分自身を呼び出すプログラミングのテクニックです。無限再帰は、再帰関数が終了条件を満たさずに自分自身を無限に呼び出し続ける状態を指します。
コンピュータのプログラムは、関数呼び出しの情報をスタックと呼ばれるメモリ領域に保存します。関数が呼び出されるたびに、その関数のローカル変数や戻りアドレスなどの情報がスタックに積まれます。無限再帰が発生すると、スタックに情報が際限なく積まれ続け、最終的にスタック領域が枯渇します。この状態を「スタックオーバーフロー」と呼び、プログラムは通常、クラッシュして終了します。
今回の問題では、fmt.StringerのString()メソッドがfmt関数を呼び出し、そのfmt関数が再びString()メソッドを呼び出すという循環参照が発生し、無限再帰とスタックオーバーフローを引き起こしていました。
技術的詳細
このコミットの技術的な核心は、fmtパッケージが「エラー状態」にある間は、ユーザー定義のString()メソッドの呼び出しを抑制するという点にあります。
fmtパッケージの内部では、ppという構造体がフォーマット処理の状態を管理しています。このコミットでは、pp構造体にerroringという新しいブール型フィールドが追加されました。
erroring bool: このフラグは、fmtパッケージが現在エラー状態（例えば、不正な動詞が指定された場合など）でフォーマット処理を行っているかどうかを示します。
変更のロジックは以下の通りです。
newPrinter()での初期化:pp構造体のインスタンスが新しく作成される際（newPrinter()関数内）に、erroringフラグはfalseに初期化されます。これは、通常の状態ではエラー状態ではないことを意味します。badVerb()での設定:fmtパッケージが不正なフォーマット動詞（例:%!p(value)のようなエラーメッセージ）を処理する際に呼び出されるbadVerb()関数内で、erroringフラグがtrueに設定されます。これは、fmtが現在、ユーザーの入力に起因するエラーメッセージを生成している状態であることを示します。badVerb()でのリセット:badVerb()関数がエラーメッセージの生成を完了すると、erroringフラグはfalseに戻されます。handleMethods()での抑制:handleMethods()関数は、fmtパッケージが値のフォーマットを行う際に、その値がfmt.Formatterやfmt.Stringerなどのインターフェースを実装しているかどうかをチェックし、対応するメソッドを呼び出す役割を担っています。この関数に、if p.erroring { return }というガード句が追加されました。 このガード句により、もしfmtパッケージが現在エラー状態（p.erroringがtrue）であれば、fmt.Formatterやfmt.Stringerなどのユーザー定義メソッドの呼び出しがスキップされます。
このメカニズムにより、String()メソッドが内部でfmt.Sprintfを呼び出し、そのfmt.Sprintfが不正な動詞などでエラー状態になったとしても、fmtパッケージは再帰的にString()メソッドを呼び出すことを防ぎます。これにより、無限再帰とスタックオーバーフローが回避されます。
コアとなるコードの変更箇所
src/pkg/fmt/fmt_test.go
--- a/src/pkg/fmt/fmt_test.go
+++ b/src/pkg/fmt/fmt_test.go
@@ -813,3 +813,37 @@ func TestPanics(t *testing.T) {
}
}
}
+
+// Test that erroneous String routine doesn't cause fatal recursion.
+var recurCount = 0
+
+type Recur struct {
+ i int
+ failed *bool
+}
+
+func (r Recur) String() string {
+ if recurCount++; recurCount > 10 {
+ *r.failed = true
+ return "FAIL"
+ }
+ // This will call badVerb. Before the fix, that would cause us to recur into
+ // this routine to print %!p(value). Now we don't call the user's method
+ // during an error.
+ return Sprintf("recur@%p value: %d", r, r.i)
+}
+
+func TestBadVerbRecursion(t *testing.T) {
+ failed := false
+ r := Recur{3, &failed}
+ Sprintf("recur@%p value: %d\n", &r, r.i)
+ if failed {
+ t.Error("fail with pointer")
+ }
+ failed = false
+ r = Recur{4, &failed}
+ Sprintf("recur@%p, value: %d\n", r, r.i)
+ if failed {
+ t.Error("fail with value")
+ }
+}
src/pkg/fmt/print.go
--- a/src/pkg/fmt/print.go
+++ b/src/pkg/fmt/print.go
@@ -74,6 +74,7 @@ type GoStringer interface {
type pp struct {
n int
panicking bool
+ erroring bool // printing an error condition
buf bytes.Buffer
// field holds the current item, as an interface{}.
field interface{}
@@ -124,6 +125,7 @@ var ppFree = newCache(func() interface{} { return new(pp) })\n func newPrinter() *pp {\n p := ppFree.get().(*pp)\n p.panicking = false\n+ p.erroring = false\n p.fmt.init(&p.buf)\n return p\n }\n@@ -299,6 +301,7 @@ func (p *pp) unknownType(v interface{}) {\n }\n \n func (p *pp) badVerb(verb rune) {\n+\tp.erroring = true\n \tp.add('%')\n \tp.add('!')\n \tp.add(verb)\n@@ -316,6 +319,7 @@ func (p *pp) badVerb(verb rune) {\n \t\tp.buf.Write(nilAngleBytes)\n \t}\n \tp.add(')')\n+\tp.erroring = false\n }\n \n func (p *pp) fmtBool(v bool, verb rune) {\
@@ -606,6 +610,9 @@ func (p *pp) catchPanic(field interface{}, verb rune) {\n }\n \n func (p *pp) handleMethods(verb rune, plus, goSyntax bool, depth int) (wasString, handled bool) {\n+\tif p.erroring {\n+\t\treturn\n+\t}\n \t// Is it a Formatter?\n \tif formatter, ok := p.field.(Formatter); ok {\
\t\thandled = true\
コアとなるコードの解説
src/pkg/fmt/fmt_test.go の変更点
このファイルには、TestBadVerbRecursionという新しいテスト関数が追加されています。このテストは、String()メソッドが誤動作した場合にfmtパッケージが無限再帰に陥らないことを検証します。
Recur構造体: テストのために定義されたカスタム型です。i int: 内部の整数値。failed *bool:String()メソッドが無限再帰に陥った場合にtrueに設定されるフラグへのポインタ。
recurCount: グローバル変数で、Recur.String()メソッドが呼び出された回数をカウントします。Recur.String() stringメソッド:- このメソッドは、
recurCountが10を超えると*r.failed = trueを設定し、"FAIL"を返します。これは、String()メソッドが期待通りに動作しない（無限再帰に陥る）状況をシミュレートしています。 - 重要なのは、
Sprintf("recur@%p value: %d", r, r.i)という行です。ここでr（Recur型の値）を%p動詞でフォーマットしようとしています。%pはポインタのアドレスを表示するための動詞ですが、値型に対して使用すると、fmtパッケージは内部的にエラー状態となり、%!p(value)のようなエラーメッセージを生成しようとします。 - 修正前は、このエラーメッセージの生成過程で、
fmtは再度Recur.String()を呼び出そうとし、無限再帰が発生していました。修正後は、fmtがエラー状態にある間はString()メソッドの呼び出しが抑制されるため、再帰が停止します。
- このメソッドは、
TestBadVerbRecursion関数:Recur型のインスタンスを作成し、Sprintfを呼び出してテストを行います。- ポインタと値の両方でテストを行い、
failedフラグがtrueになっていないことを確認します。もしfailedがtrueになっていれば、それは無限再帰が発生したことを意味し、テストは失敗します。
src/pkg/fmt/print.go の変更点
このファイルはfmtパッケージの内部実装であり、主にpp構造体とそのメソッドがフォーマット処理を担当しています。
-
pp構造体へのerroringフィールドの追加:type pp struct { n int panicking bool erroring bool // printing an error condition buf bytes.Buffer // ... }erroringという新しいブール型フィールドが追加されました。これは、ppインスタンスが現在エラー条件を処理中であるかどうかを示すフラグです。 -
newPrinter()でのerroringの初期化:func newPrinter() *pp { p := ppFree.get().(*pp) p.panicking = false p.erroring = false // ここでfalseに初期化 p.fmt.init(&p.buf) return p }新しい
ppインスタンスがプールから取得される際に、erroringフラグがfalseに初期化されます。 -
badVerb()でのerroringの設定とリセット:func (p *pp) badVerb(verb rune) { p.erroring = true // エラー処理開始時にtrueに設定 p.add('%') p.add('!') p.add(verb) // ... p.add(')') p.erroring = false // エラー処理終了時にfalseに戻す }badVerb()関数は、fmtパッケージが不正なフォーマット動詞に遭遇した際に呼び出されます。この関数が実行されている間、erroringフラグがtrueに設定され、エラーメッセージの生成が完了するとfalseに戻されます。 -
handleMethods()でのerroringによるガード:func (p *pp) handleMethods(verb rune, plus, goSyntax bool, depth int) (wasString, handled bool) { if p.erroring { // erroringがtrueの場合、ここで処理を中断 return } // Is it a Formatter? if formatter, ok := p.field.(Formatter); ok { handled = true // ... } // ... }handleMethods()関数は、fmt.Stringerやfmt.Formatterなどのインターフェースを実装している型に対して、対応するメソッドを呼び出す役割を担っています。この関数の冒頭にif p.erroring { return }というガード句が追加されました。これにより、fmtがエラー状態にある間は、ユーザー定義のString()メソッド（およびFormatterメソッド）の呼び出しがスキップされ、無限再帰が防止されます。
これらの変更により、fmtパッケージは、String()メソッドが予期せぬ動作（例えば、自身を再帰的にフォーマットしようとする）をした場合でも、安全にエラーを処理し、スタックオーバーフローを防ぐことができるようになりました。
関連リンク
- Go Issue 2555: https://github.com/golang/go/issues/2555
- Go CL 5486076: https://golang.org/cl/5486076
参考にした情報源リンク
- golang.org: https://go.dev/blog/strings
- stackoverflow.com: https://stackoverflow.com/questions/20037660/go-fmt-stringer-interface-infinite-recursion
- go.dev: 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