Sécurité nulle dans Dart

Bonjour, Habr! Je présente à votre attention la traduction de l'article "Announcing sound null safety" de Filip Hracek avec mes commentaires:



Null safety - safe work with empty links. Plus loin dans le texte, par souci de concision et en raison de la stabilité du terme, le nom anglais null, null safety sera utilisé. Et la traduction «sécurité zéro» conduit à des pensées complètement opposées.

son - dans ce contexte (sécurité nulle sonore) peut être traduit par «fiable».

Si vous avez des suggestions pour améliorer la traduction ou si vous avez trouvé des erreurs - écrivez-nous, nous essaierons de les corriger.

Une étape importante est venue pour l'équipe de Dart avec la présentation d'un aperçu technique des développements de sécurité nuls. La sécurité nulle évite toute une classe de bogues souvent difficiles à détecter, et en prime, elle apporte un certain nombre d'améliorations de performances. Pour le moment, nous avons publié un aperçu technique préliminaire et attendons vos commentaires.



Dans cet article, nous révélerons les plans de l'équipe Dart pour déployer la sécurité nulle, ainsi que ce qui se cache derrière le terme Sound null safety, et en quoi cette approche diffère des autres langages de programmation.

La version décrite a été présentée le 10 juin 2020.

Pourquoi une sécurité nulle?

Dart est un langage de type sécurisé. Cela signifie que lorsque vous obtenez une variable d'un certain type, le compilateur peut garantir qu'elle lui appartient. Mais la sécurité de type seule ne garantit pas qu'une variable n'est pas nulle.



Les erreurs nulles sont courantes. Une recherche sur GitHub trouve des milliers de rapports (problèmes) causés par des valeurs nulles dans le code Dart, et encore plus de commits essayant de résoudre ces problèmes.



Essayez de repérer le problème du lien d'annulation dans l'exemple suivant:

void printLengths(List<File> files) {
  for (var file in files) {
    print(file.lengthSync());
  }
}

Cette fonction échouera certainement si elle est appelée avec un paramètre mis à zéro, mais il y a un deuxième cas à considérer:

void main() {
  // Error case 1: passing a null to files.
  printLengths(null);
 
  // Error case 2: passing list of files, containing a null item.
  printLengths([File('filename1'), File('filename2'), null]);
}

La sécurité nulle résout ce problème:







avec la sécurité nulle, vous pouvez compter sur votre code avec plus de confiance. Il n'y aura plus d'erreurs ennuyeuses lors de l'accès à une variable annulée lors de l'exécution. Seulement des erreurs statiques au moment de la compilation.

Pour être tout à fait honnête, l'implémentation actuelle laisse encore plusieurs opportunités pour attraper des erreurs nulles au moment de l'exécution, plus sur elles plus tard.

Sûreté (fiable) nulle

La mise en œuvre par Dart de la sécurité nulle est solide. Si nous l'analysons à l'aide de l'exemple ci-dessus, cela signifie que le compilateur Dart est sûr à 100% que le tableau de fichiers et les éléments qu'il contient ne peuvent pas être nuls. Lorsque le compilateur Dart analyse votre code et détermine qu'une variable n'est pas nulle, alors cette variable aura toujours une valeur: si vous vérifiez votre code exécutable dans le débogueur, vous verrez qu'il n'y a tout simplement aucune possibilité de remise à zéro au moment de l'exécution. Il existe des implémentations non "fiables" dans lesquelles vous devez encore effectuer des vérifications pour l'existence d'une valeur au moment de l'exécution. Contrairement à d'autres langages, Dart partage la fiabilité de l'implémentation avec Swift.

, , , null safety . Swift, Kotlin Dart. .

Cette implémentation robuste de la sécurité nulle dans Dart a une autre conséquence intéressante: cela signifie que vos programmes peuvent être plus petits et plus rapides. Puisque Dart s'assure vraiment que les variables ne peuvent jamais être annulées, Dart peut optimiser le résultat de la compilation. Par exemple, le compilateur AOT peut générer du code natif plus petit et plus rapide car il n'a pas besoin d'ajouter des vérifications pour les références vides.



Nous avons vu des résultats préliminaires très prometteurs. Par exemple, nous avons constaté une amélioration des performances de 19% dans un microbenchmark qui émule des modèles de rendu typiques dans le cadre Flutter.

Principes de base

Avant de procéder à la conception détaillée de la sécurité nulle, l'équipe Dart a défini trois principes de base:



Non-nullabilité par défaut. / ** Ceci peut souvent être vu comme une abréviation de NNBD dans la documentation ** / Si vous ne dites pas explicitement à Dart qu'une variable peut être annulée, il la considérera comme non nullable. Nous avons choisi cela par défaut car nous avons constaté que dans l'API, une valeur différente de zéro est de loin la plus courante. / ** Il s'agit probablement d'une refonte de l'API Flutter actuelle ** / .



Applicabilité par étapes... Nous comprenons qu'il doit y avoir une possibilité d'une transition progressive vers la sécurité nulle étape par étape. En fait, vous devez avoir du code de sécurité nullable et null dans le même projet. Pour cela, nous prévoyons de fournir des outils d'aide à la migration de code.



Fiabilité totale (son). Comme mentionné ci-dessus, la sécurité nulle dans Dart est sûre. Une fois que vous avez converti l'ensemble de votre projet et vos dépendances en sécurité nulle, vous bénéficiez de tous les avantages en termes de fiabilité.

Déclaration de variables avec sécurité nulle

La syntaxe de base est assez simple. Voici un exemple de déclaration de diverses variables. Notez que les variables non nulles sont utilisées par défaut, elles se ressemblent donc, mais leur valeur ne peut pas être annulée.

// In null-safe Dart, none of these can ever be null.
var i = 42;
final b = Foo();
String m = '';

Dart s'assurera que vous n'assignez jamais null à l'une des variables ci-dessus. Si vous essayez d'exécuter i = null même mille lignes plus tard, vous obtiendrez une erreur d'analyse statique et des lignes ondulées rouges - votre programme refusera de compiler.



Si vous voulez que votre variable soit nullable, vous pouvez utiliser '?' comme ça:

// These are all nullable variables.
int? j = 1;  // Can be null later.
final Foo? c = getFoo();  // Maybe the function returns null.
String? n;  // Is null at first. Can be null at any later time, too

Les variables répertoriées ci-dessus se comportent exactement de la même manière que toutes les variables de la version actuelle de Dart.



'?' 'peut également être utilisé dans d'autres endroits:

// In function parameters.
void boogie(int? count) {
  // It's possible that count is null.
}
// In function return values.
Foo? getFoo() {
  // Can return null instead of Foo.
}
// Also: generics, typedefs, type checks, etc.
// And any combination of the above.

Mais encore une fois, je souhaite que vous n'ayez presque jamais à utiliser «?». La grande majorité de vos variables ne sera pas Nullable.

Faciliter l'utilisation de la sécurité nulle

L'équipe Dart travaille dur pour rendre la sécurité nulle aussi facile à utiliser que possible. Par exemple, jetez un œil à ce code, qui utilise if pour tester null:

void honk(int? loudness) {
  if (loudness == null) {
    // No loudness specified, notify the developer
    // with maximum loudness.
    _playSound('error.wav', volume: 11);
    return;
  }
  // Loudness is non-null, let's just clamp it to acceptable levels.
  _playSound('honk.wav', volume: loudness.clamp(0, 11));
}

Notez que Dart est suffisamment intelligent pour se rendre compte que le son ne peut pas être nul au moment où nous passons l'instruction if. Et donc Dart nous permet d'appeler la méthode clamp () sans danser inutile avec un tambourin. Cette commodité est fournie par l'analyse dite de flux: l'analyseur Dart regarde votre code comme s'il l'exécutait, trouvant automatiquement plus d'informations sur votre code.

Flow analysis, Dart, , , . null safety, :

foo(dynamic str) {
  if (str is String) {
    // dynamic   length,   
    //      String
    print(str.length);  
  }
}

, Dart , null, :

int sign(int x) {
  // The result is non-nullable.
  int result;
  if (x >= 0) {
    result = 1;
  } else {
    result = -1;
  }
  // By this point, Dart knows the result cannot be null.
  return result;
}

- (, result = -1;), Dart , result — , .

L'analyse de flux ne fonctionne qu'à l'intérieur des fonctions. Si vous avez une variable globale ou un champ de classe, Dart ne peut pas garantir qu'une valeur lui sera affectée. Dart ne peut pas simuler le flux d'exécution de l'ensemble de votre application. Pour cette raison, vous pouvez utiliser le nouveau mot-clé late si vous savez que la variable sera initialisée lors de son premier accès, mais vous ne pouvez pas l'initialiser lors de sa déclaration.

class Goo {
  late Viscosity v;
 
  Goo(Material m) {
    v = m.computeViscosity();
  }
}

Notez que v ne peut pas être remis à zéro, bien qu'au départ, il ne soit pas pertinent. Dart pense que vous n'essaierez pas de lire v tant qu'il ne lui sera pas attribué une valeur différente de zéro et que votre code se compilera sans erreur.

— .



, . , . Dart , , , , , Kotlin .



— Swift- , , force unwrap Dart.

void main() {
  String? t;
  print(t!.length);
}

( late ‘!’) .



late , - Dart. ‘required’ . ‘@required’, .

class Temp {
  String str;
  Temp({required this.str});
  
  //   
  Temp.alt({strAtr}) : this.str = strAtr;
}

L'équipe Dart travaille depuis plus d'un an pour apporter la sécurité nulle à un aperçu technique. Il s'agit du plus grand changement de langue depuis la sortie de la deuxième version. Cependant, il s'agit d'un changement qui ne rompt pas la compatibilité descendante. Le code existant peut appeler du code avec une sécurité nulle et vice versa. Même après une version complète, la sécurité nulle sera une option supplémentaire que vous pourrez utiliser lorsque vous serez prêt. Votre code existant continuera à fonctionner sans changement.



Les bibliothèques de base de Dart ont été récemment mises à jour avec une sécurité nulle. À titre d'exemple illustratif de compatibilité descendante, le remplacement des bibliothèques de base existantes s'est déroulé sans échec d'un seul test et sans erreurs dans les applications de test exécutées sur des environnements de test Dart et Flutter. Même la mise à jour des bibliothèques de base pour de nombreux clients internes de Google s'est déroulée sans accroc. Nous prévoyons de repenser tous nos packages et applications pour utiliser la sécurité nulle après la publication, nous espérons que vous ferez de même. Mais vous pouvez le faire à votre rythme, lot par lot, application par application.

Ces mots, oui aux développeurs Swift, en particulier à la 3ème version ...

Mais même ici, tout n'est pas si rose, les développeurs eux-mêmes disent qu'en combinant un code de sécurité nul et un code "ancien" dans un projet, ils ne peuvent pas garantir la solidité systèmes de type.

Plan d'action supplémentaire

Nous prévoyons de déployer progressivement la sécurité nulle en trois phases:

1. Aperçu technique. Il a été lancé lors de la publication de l'article original (06/10/2020) et est disponible sur la dev-branch. Il convient de prêter attention à la section "Commencer maintenant". Il est encore très instable et sujet à changement, nous ne recommandons donc pas encore de l'utiliser dans le code de production. Mais nous serions ravis de vous entendre et de nous faire part de vos commentaires!
2. Version bêta. La sécurité nulle sera disponible sur la branche bêta de Dart et ne se cachera plus derrière un drapeau expérimental. La mise en œuvre sera proche de la version finale attendue. Il sera possible de commencer à migrer vos packages et plugins vers pub.dev, mais il n'est pas encore recommandé de publier ce changement en tant que version stable.
3. Version stable. La sécurité nulle sera accessible à tous. Vous serez invité à publier vos packages et plugins mis à jour en tant que versions stables. Cela vaut également la peine de migrer vos applications à ce stade.

Si tout se passe comme prévu, nous publierons une version stable de Dart avec une sécurité nulle d'ici la fin de l'année. De temps en temps, nous ajouterons des outils pour vous aider à passer à la sécurité nulle. Parmi eux:

• Un outil de migration pour aider à automatiser les nombreuses étapes de mise à jour des packages et applications existants;
• pub.dev, null safety;
• 'pub outdated' , null safety.

Le moyen le plus rapide d'essayer la sécurité nulle aujourd'hui est d'utiliser nullsafety.dartpad.dev - la version de DartPad avec la sécurité nulle activée. Ouvrez la liste déroulante Apprendre avec des extraits pour trouver une série de didacticiels couvrant la nouvelle syntaxe et les bases de la sécurité null.







Vous pouvez également expérimenter la sécurité nulle dans les petites applications de console (nous n'avons pas encore mis à jour des frameworks plus grands comme Flutter). Tout d'abord, vous devez télécharger le SDK Dart à partir de la branche dev, puis vous pouvez télécharger cet exemple d'application console . Le fichier README contient des instructions pour exécuter l'application avec la fonction de sécurité nulle expérimentale activée. Les autres fichiers de l'exemple fournissent des configurations d'exécution qui permettront le débogage dans VS Code et Android Studio.



Vous pouvez également lire la documentation (d'autres paraîtront dans le futur):

• Guide de sécurité nul ;
• Référence API pour les bibliothèques principales avec une sécurité nulle.

UPD: Dans les commentaires, j'ai suggéré ce lien Comprendre la sécurité nulle

Nous sommes très heureux de pouvoir implémenter la sécurité nulle dans Dart. La gestion fiable et sécurisée des liens vides deviendra la marque de fabrique de Dart pour vous aider à écrire le code le plus fiable et le plus productif. Nous espérons que vous prendrez le temps d'expérimenter la version actuelle de null safety et de laisser vos commentaires dans notre outil de suivi des bogues. Avoir un bon code!

Merci d'avoir lu jusqu'au bout. La traduction était un peu tardive, mais j'espère que les commentaires ont été utiles au matériel et qu'il ne s'agit pas simplement d'une traduction individuelle. Je tiens à ajouter que cette fonctionnalité est un pas en avant vraiment utile pour l'ensemble de l'écosystème Flutter. J'ai hâte de l'utiliser déjà sur des applications en direct. En attendant, comme on dit en langue étrangère, restez à l'écoute!