I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   40 ,   N o .   2 N o v e m b e r   2025 ,   pp.   789 ~ 800   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 40 .i 2 . pp 789 - 800             789     Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   E x p e r i m e n t a l   a n a l y s i a n d   b u g   a b st r a c t i o n   f o r   d i st r i b u t e d   c o m p u t a t i o n   o n   r a y   f r a m e w o r k       A r n al d o   M a r u l i tu S i n aga Wo r d y k a   Y e h e z k i e l   N ai n ggo l an   D e p a rt m e n t   o A p p l i e d   S c i e n c e   i n   S o f t w a r e   E n g i n e e ri n g   T e c h n o l o g y ,   I n s t i t u t   T e k n o l o g i   D e l ,   N o rt h   S u m a t ra ,   I n d o n e s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   O c t   30 2024   R e v i s e A ug   27 2025   A c c e pt e O c t   14 2 025       T hi s   r e s e a r c h   a i m s   t o   a d dr e s s   c ha l l e ng e s   i n   d i s t r i b ut e d   c o m put i ng ,   f o c us i ng   o t he   r a y   f r a m e w o r k,   w h i c ha s   po t e n t i a l   f o r   e f f i c i e n t   p a r a l l e l   a nd   di s t r i bu t e t a s e xe c ut i o n.   W hi l e   m e t ho ds   s uc a s   m o de l - c he c ke r s   a nd   f uz z i ng   ha v e   b e e n   a p pl i e d   t o   de t e c t   bug s ,   bo t h   ha v e   l i m i t a t i o ns   i n   ha n dl i ng   t he   c o m pl e xi t y   of   di s t r i but e c o m put i ng ,   p a r t i c u l a r l y   i de a l i ng   w i t h   i s s u e s   l i k e   s t a t e - s p a c e   e x pl o s i o a nd  i de nt i f y i ng   r a r e   bug s .   T h i s   s t udy   pr o po s e s   a n   a l t e r na t i v e   a p pr o a c t h r o ug e xp e r i m e n t a l   a n a l y s i s   a nd   bug   a bs t r a c t i o m e t ho ds   t o   d i s c o v e r ,   i d e nt i f y ,   a nd   c l a s s i f y   bug s   i t he   r a y   f r a m e w o r k E xpe r i m e nt a l   a na l y s i s   i nv o l v e s   i s o l a t i ng   a nd  r e - t e s t i ng   bug s   i a   c o nt r o l l e d   e nv i r o nm e nt   t o   und e r s t a nd  t h e i r   c ha r a c t e r i s t i c s ,   w h i l e   bug   a bs t r a c t i o a na l y z e s   t h e   f a c t o r s   c a u s i ng   bug s   t o   i de n t i f y   c o m m o pa t t e r n s   a nd   c ha r a c t e r i s t i c s .   T h e   r e s u l t s   o f   t h i s   r e s e a r c s uc c e s s f ul l y   i de n t i f i e d   t hr e e   m a i n   c a t e g o r i e s   o f   bug s :   c r a s h,   pe r f o r m a nc e ,   a nd   i na c c ur a t e   s t a t u s ,   a n d   r e v e a l e d   bug   c ha r a c t e r i s t i c s   t ha t   do   no t   de p e nd   o a c t o r   i ns t a nc e   m ul t i pl i c i t y ,   a c t o r   t y pe ,   s p e c i f i c   e v e nt   s e que nc e s ,   o r   pa r t i c ul a r   c o nf i g ur a t i o ns .   T hi s   r e s e a r c h   m a ke s   a   s i g ni f i c a n t   c o nt r i but i o t o   t he   d e v e l o pm e nt   o f   m o r e   e f f e c t i v e   a nd   e f f i c i e nt   bug   de t e c t i o m e t ho ds   i n   d i s t r i bu t e d   c o m put i ng ,   p a r t i c ul a r l y   i t he   r a y   f r a m e w o r k ,   a nd   p a v e s   t he   w a y   f o r   f ur t he r   r e s e a r c h   t o   e n h a nc e   t h e   r e l i a bi l i t y   o f   di s t r i b ut e d   s y s t e m s   Ke y w or d s :   B ug   B ug  a b s t ra c t i o n   D i s t r i b ut e c o m put i n g   E xpe r i m e nt a l   a n a l y s i s   R a y   f r a m e w o r k   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   W o r d y ka   Y e h e z k i e l   N a i n g go l a n   D e pa rt m e n t   o f   A ppl i e S c i e n c e   i n   S o f t w a r e   E ngi n e e ri n g   T e c hn o l o g y I n s t i t u t   T e k n o l o gi   D e l   N o r t h   S u m a t ra ,   I n do n e s i a   E m a i l :   i f 420041 @ s t ude n t s . de l . a c . i d       1.   I N TR O D U C TI O N     In  t h e   ra pi dl y   e vo l v i n d i gi t a l   e r a ,   d i s t r i b ut e c o m put i ng  pl a y s   a   c r uc i a l   r o l e   i n   c o nn e c t i ng  n u m e r o us   c o m put e r s   a nd   l a rge - s c a l e   i nt e rn e t   i n f ra s t r uc t u r e s ,   f a c i l i t a t i ng   c o l l a b o r a t i o a nd  c o m m u ni c a t i o a m o ng  c o m put e r s   o de v i c e s   [1] .   T hi s   t e c hn o l o g y   e n a b l e s   c o m put a t i o n a l   p r o c e s s e s   t o   b e   di s t ri b ut e a c r o s s   m ul t i p l e   l o c a t i o n s   ra t h e r   t h a b e i n c o n f i n e t o   a   s i n gl e   c e n t r a l i z e s y s t e m .   D i s t ri b ut e c o m put i n i s   a   c o n c e pt   i w h i c c o m put i n g   c o m po n e n t s   a r e   s p r e a d   a c r o s s   di f fe r e nt   l o c a t i o n s   i n s t e a d   o f   be i n g   c o n c e n t ra t e d   i n   o n e   p l a c e .   T h e s e   c o m po n e n t s   w o r s i m u l t a n e o us l y   t o   s o l ve   c o m pl e t a s ks ,   b r e a ki ng  do w n   l a r ge   w o r kl o a ds   i n t o   s m a l l e r   o n e s   t ha t   c a n   b e   e xe c ut e i n   p a r a l l e l   [2] .   T h i s   pa r a l l e l i s m   s i g ni f i c a n t l y   i m pr o v e s   e ff i c i e n c y   a n d   pr o c e s s i n s pe e [3] .   M o r e ov e r ,   di s t r i b ut e c o m put i ng  e nha n c e s   s y s t e m   r e l i a b i l i t y ,   a s   f a i l u r e s   i n   o n e   c o m po n e n t   c a b e   m i t i ga t e d   by   o t h e c o m po n e nt s   t a ki ng  o v e t h e   w o r kl o a d ,   t h e r e by   m i ni m i z i ng  do w n t i m e .   A s   da t a   p r o c e s s i n t e c hni q ue s   c o n t i nue   t o   e vo l ve ,   di s t r i b ut e c o m put i n ha s   b e c o m e   a   w i de l y   a do pt e a nd   e s s e n t i a l   m e t h o f o r   ha n dl i n g   l a r ge - s c a l e   c o m p ut a t i o na l   t a s ks .   H ow e ve r ,   s e v e r a l   ke y   c h a l l e n ge s   i n   di s t ri b ut e c o m put i n ha v e   b e e n   i de n t i f i e d,   i n c l ud i n c o m pa t i b i l i t y   i s s ue s ,   do m a i n   c o n s t r a i n t s ,   h e t e r o ge n e i t y ,   a nd  s e c uri t y   c o n c e r n s   [2] .   A dd r e s s i n g   t h e s e   c ha l l e n ge s   i s   c ruc i a l   t o   o pt i m i z i n g   t h e   pe r f o r m a n c e   a n d   r o b us t n e s s   o f   di s t r i b ut e d   s y s t e m s .   O n e   o f   t h e   s i g ni f i c a n t   c h a l l e n ge s   i d i s t r i b ut e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   40 ,   N o .   2 ,   N o v e m be r   20 25 :   789 - 800   790   c o m put i n g   i s   t h e   s t ra ggl e e f fe c t ,   w h e r e   c o m m u n i c a t i o a nd  c o m put a t i o p r o c e s s e s   a m o n g   n o de s   b e c o m e   un s y n c hr o n i z e d,   l e a d i n g   t o   pe r f o r m a n c e   de g r a da t i o n.   R e s e a r c h   b y   S un   e t   al .   t i t l e d   " Co de c o m put a t i o a c r o s s   s h a r e h e t e r o ge n e o us   w o r ke r s   w i t h   c o m m u n i c a t i o n   d e l a y "   e xpl o r e s   m e t h o ds   t o   m i t i g a t e   t hi s   e f fe c t   b y   i m p r o v i n g   e ff i c i e n c y   i n   d i s t ri b ut e c o m put i n [4] .   E n s u ri n s y n c hr o ni z a t i o n   a m o n d i s t ri b ut e n o de s   r e m a i n s   a   c ri t i c a l   f a c t o r   i n   e nha n c i n g   s y s t e m   pe r f o r m a n c e .     A n o t h e f u n da m e n t a l   i s s ue   i d i s t r i b ut e c o m put i n g   i s   t h e   p re s e n c e   of   b ugs ,   w h i c r e f e r   t o   e rr o r s   o r   m a l f un c t i o n s   i s o f t w a r e   p r o gra m s   [ 5] .   R e s e a r c i T a xD C   c a t e go r i z e s   b ugs   i di s t ri b ut e s y s t e m s   b a s e o n   n o n - de t e rm i ni s t i c   c o n c u rr e n c y   (D C)  e rr o r s .   T hi s   s t udy   a n a l y z e d   10 4   D C - r e l a t e b ugs   a c r o s s   f o ur   l a r ge - s c a l e   di s t r i b ut e d   d a t a   p r o c e s s i n s y s t e m s :   C a s s a n d ra ,   H a do o M a pR e duc e ,   H B a s e ,   a n d   Z o o K e e pe r   [6] .   S i m i l a rl y ,   t h e   n e t w o r e rr o a na l y s i s   t oo l   ( N E A T s t udy   fo c us e s   o n   n e t w o r p a r t i t i o f a i l u r e s   i c l o ud  s y s t e m s .   W h e a   n e t w o r k   pa rt i t i o o c c u r s ,   de v i c e s   w i t h i t h e   a f f e c t e n e t w o rk  l o s e   c o m m uni c a t i o n,   c a us i n g   di s r up t i o n s .   T h e i r   s t udy   do c um e n t e 1 36   s y s t e m   f a i l u r e s   d ue   t o   n e t w o r pa rt i t i o e rr o r s   a c r o s s   25   d i s t ri b ut e s y s t e m s   [7] L a s t l y ,   t h e   A g a m o t t o   s t udy   c l a s s i f i e s   b ugs   i n   pe r s i s t e nt   m e m o r y   (P M a ppl i c a t i o n s ,   a   t y pe   of   m e m o r y   t h a t   r e t a i n s   d a t a   e v e n   a f t e po w e r   l o s s ,   e l i m i na t i n t h e   n e e f o r   fi l e   s y s t e m s .   T hi s   r e s e a r c h   i de nt i f i e s   t w o   pr i m a r y   c a t e go r i e s   o f   b ug s :   m i s s i n g   b ug  f l us h / f e n c e   a nd  e xt ra   b ug  f l us h/ f e n c e ,   b o t h   o f   w h i c i m p a c t   d a t a   c o n s i s t e n c y   a n r e l i a b i l i t y   i n   P M   s y s t e m s   [8] .   T o   a dd r e s s   t h e s e   c ha l l e n ge s ,   m a n y   r e s e a r c h e r s   h a v e   p r o po s e s o l ut i o n s   s uc a s   us i n m o de l - c h e c ke m e t h o ds .   A   m o de l - c h e c ke r   i s   a   t o o l   us e t o   v e r i fy   w h e t h e r   a   s y s t e m   m e e t s   s pe c i f i c   r e qui r e m e nt s   by   e xh a us t i v e l y   e xpl o r i n g   a l l   po s s i b l e   s t a t e s .   H ow e v e r ,   w h e n   a p pl i e t o   l a r ge   w o r kl o a ds ,   t hi s   m e t h o e n c o un t e r s   a   p r o b l e m   k n o w n   a s   s t a t e - s pa c e   e xpl o s i o n,   w h e r e   t h e   n u m b e r   o f   po t e n t i a l   s y s t e m   s t a t e s   b e c o m e s   unm a na ge a b l y   l a rge   [9],   [10] .   A ddi t i o n a l l y ,   a ut o m a t e t e s t i ng  t e c hni que s   l i ke   f uz z i n ha v e   b e e n   e m pl o y e t de t e c t   b ugs .   F u z z i n g   i n v o l ve s   i n j e c t i n g   l a rge   a m o u n t s   o f   ra n do m   o u n e xpe c t e i nput   d a t a   i nt o   a   s y s t e m   t o   un c o v e r   e rr o r s   t ha t   m i g h t   n o t   b e   de t e c t e t hr o ug h   c o n v e nt i o n a l   t e s t i n g .   H ow e ve r ,   t h i s   a pp r o a c h   s t r ugg l e s   w i t h   i de n t i f y i n ra r e   b ugs ,   a s   m o s t   i nput s   f a i l   t o   t r i gge m e a ni n gf ul   e rr o r s ,   m a k i n t h e   p r o c e s s   i n e f f i c i e n t   [11] .   Co n s e que nt l y ,   t h e r e   i s   a   p r e s s i n n e e f o r   m o r e   e f fe c t i v e   a n e f f i c i e n t   m e t h o ds   f o r   i de nt i f y i n a n d   a dd r e s s i n b ugs   i n   di s t ri b ut e c o m put i ng  s y s t e m s .   G i v e n   t h e s e   c h a l l e n ge s ,   t hi s   r e s e a r c a ppl i e s   e xpe ri m e n t a l   a na l y s i s   a n d   b ug  a b s t r a c t i o m e t h o ds   t de t e c t   a n d   c a t e go r i z e   b ugs   i t h e   r a y   f r a m e w o r k.   R a y   i s   a   di s t r i b ut e d   c o m put i n g   f ra m e w o r de s i g n e d   f o r   e ff i c i e n t   e xe c ut i o n   o f   pa r a l l e l   a n d   di s t ri b ut e t a s ks   [12] .   U n l i ke   m o de l - c h e c ke r s   a nd  f uz z i n g ,   w hi c h a v e   l i m i t a t i o n s   i ha n dl i n g   c o m pl e d i s t r i b ut e d   e n v i r o nm e n t s ,   o u a pp r o a c f oc us e s   o n   s y s t e m a t i c a l l y   r e - e xa m i ni n g   p r e v i o us l y   o bs e r v e b ugs   t o   u n de r s t a n d   t h e i c ha r a c t e r i s t i c s   a n d   c a t e go ri z e   t h e m   a c c o r di n g l y .   E xpe r i m e nt a l   a na l y s i s   i n v o l ve s   e xe c ut i n g   a nd   i s o l a t i n g   b ug  o c c urr e n c e s   i a   c o n t r o l l e e n v i r o nm e nt   t o   i n v e s t i ga t e   t h e i r o o t   c a us e s ,   w h i l e   b ug  a b s t ra c t i o n   s y s t e m a t i c a l l y   a na l y z e s   c o n t r i b ut i n f a c t o r s   t o   i de nt i fy   r e c urri n g   p a t t e rn s   i b ug  b e h a v i o r.   T h e   c h o i c e   o f   r a y   a s   t h e   t e s t i n g   p l a t f o r m   i s   m o t i v a t e b y   i t s   c a pa b i l i t i e s   i e xe c ut i n g   d i s t ri b ut e t a s ks   a c r o s s   m ul t i pl e   l o c a t i o n s   w h i l e   e ff i c i e n t l y   h a n d l i n l a r ge - s c a l e   da t a   p r o c e s s i n [ 12].   R a y ’s   a r c h i t e c t ur e   c o n s i s t s   o f   t hr e e   p r i m a r y   l a y e r s :   R a y   A L i b r a ri e s ,   R a y   Cor e ,   a nd  R a y   c l o ud .   T h i s   r e s e a r c h   f o c us e s   o n   t h e   R a y   Co r e   l a y e r ,   w hi c h   e n a b l e s   de v e l o pe r s   t o   b ui l s c a l a b l e   P y t h o a pp l i c a t i o n s   a n d   a c c e l e r a t e   m a c h i n e   l e a rn i ng  w o r kl o a ds .   T h e   R a y   C o r e   l a y e r   i s   r e s po n s i b l e   fo r   t a s di s t r i b ut i o n ,   s c h e dul i n g ,   a n i n t e r - n o de   c o m m uni c a t i o n ,   m a k i n g   i t   c r uc i a l   f o r   a c h i e v i n hi g pe r f orm a n c e   a n d   s c a l a b i l i t y   i n   d i s t ri b ut e c o m put i n g   [13] .   O t h e di s t ri b ut e c o m put i n g   f ra m e w o r ks ,   s uc a s   H a d oo p,   S p a r k ,   a n d   S t o rm ,   o f fe di s t i n c t   a dv a nt a ge s   i di f f e r e n t   s c e na r i o s .   H a doo i s   o pt i m i z e d   f o r   o f f l i n e   b a t c da t a   p r o c e s s i n g   b ut   i s   r e l a t i v e l y   s l o w .   S pa r k   pr o v i de s   f a s t e l a r ge - sc a l e   d a t a   p r o c e s s i n g,   m a ki ng   i t   p r e f e ra b l e   f o r   r e a l - t i m e   a n a l y t i c s .   M e a n w h i l e ,   S t o rm   s pe c i a l i z e s   i r e a l - t i m e   s t r e a m   p r o c e s s i n g ,   e n a b l i ng  e f f i c i e n t   h a n d l i ng  o f   c o n t i nuo us   da t a   f l o w s   [14] .   E a c o t h e s e   f r a m e w o r ks   s e r v e s   s pe c i f i c   us e   c a s e s ,   b ut   r e s e a r c o n   b ug  de t e c t i o n   i n   ra y   r e m a i n s   l i m i t e d,   h i g hl i g h t i n g   t h e   n e e f o r   f ur t h e i n v e s t i ga t i o n .   T h e   s t r e n g t h s   a n d   w e a k n e s s e s   of   t h e   ra y   f r a m e w o r h a v e   b e e n   a n a l y z e i s t ud i e s   s uc a s   " R a y - b a s e E l a s t i c   D i s t ri b ut e D a t a   P a r a l l e l   F r a m e w o r k   w i t h   D i s t ri b ut e D a t a   C a c h e "   by   L i e t   a l .   a nd   " B oo s t   t h e   P e r f o r m a n c e   o f   M o de l   T ra i ni n g   w i t t h e   R a y   F r a m e w o r f o E m e r gi ng   A A ppl i c a t i o n s "   b y   R ua e t   al [14] ,   [15] .   T h e   a dv a n t a ge s   o f   ra y   f r a m e w o r i n c l ude   f a ul t   t o l e ra n c e   (R a y   c a r e c ov e r   f r o m   f a i l u r e s   w i t h o ut   s i g n i f i c a n t   d a t a   l o s s ),   s c a l a b i l i t y   (us e r s   c a a dj us t   t h e   n u m b e r   o f   t r a i ni n g   p r o c e s s e s   d y n a m i c a l l y ),   h i g pe r f o r m a n c e   (o pt i m i z e d   f o r   hi g h - pe r f o r m a n c e   di s t ri b ut e e xe c ut i o n ) ,   a n d   f l e xi b i l i t y   (s u ppo r t s   v a ri o us   pr o g r a m m i n g   m o de l s ).   H ow e v e r ,   ra y   a l s o   h a s   s e t up  c o m pl e x i t y   (us e r s   m us t   u n de r s t a n d   m u l t i pl e   c o n c e pt s   a nd  c o n f i gur a t i o n s a n d   r e s o ur c e   m a na ge m e n t   c h a l l e n ge s   (p ro pe r   r e s o ur c e   a l l o c a t i o i s   n e c e s s a r y   t o   a v o i bo t t l e n e c ks ).   T h e   de c i s i o t o   f o c us   o n   t h e   ra y   f r a m e w o r f o r   t e s t i n g   s t e m s   f r o m   t h e   l i m i t e r e s e a r c h   c o n d uc t e t o   a n a l y z e   b ugs   i t hi s   c o m put i n g   f ra m e w o r k.   P r e v i o us   s t udi e s   hi g h l i g ht   ra y ’s   a dv a n t a ge s   i i n c r e a s i n g   e ff i c i e n c y .   F o r   e xa m p l e ,   r e s e a r c h   b y   L i n   e t   a l .   de m o n s t ra t e t h a t   R a y   i m pr o v e da t a   p r o c e s s i n e ff i c i e n c y   b y   up  t o   t w i c e   t h e   s pe e o f   P y T o r c h ’s   d a t a l o a de o a   10 - G i g a b i t   E t h e rn e t   c l us t e [1 5].   S i m i l a rl y ,   R ua n   e t   a l Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E x p e r i m e nt a l   an al y s i s   a nd  b ug  abs t r ac t i o f or   d i s t r i bu t e c o m put at i on   …  ( A r nal do  Mar ul i t ua   S i naga )   791   fo un d   t ha t   r a y   r e duc e m o de l   t ra i ni n g   t i m e   by   up  t o   50 w i t h o ut   c o m pr o m i s i n g   a c c u r a c y   [16] .   A d di t i o na l l y ,   S h e i k e t   al .   s h o w e t ha t   ra y   a c c e l e r a t e t r a i n i ng  f o k n o w l e dge   gr a p e m b e ddi n g   m o de l s   by   a   f a c t o o t w e l v e   w h i l e   m a i nt a i n i ng  e v a l u a t i o m e t ri c s   [17] .   T h e s e   s t udi e s   e m p ha s i z e   r a y ’s   pe r f o r m a n c e   b e n e f i t s ,   b ut   n o n e   f oc us   o n   s y s t e m a t i c a l l y   i de nt i f y i n a nd  a na l y z i n g   i t s   s o f t w a r e   b ugs .   E xpe r i m e nt a l   r e s e a r c i s   a   w e l l - e s t a b l i s h e d   m e t h o f o e xa m i n i n g   c a us e - a n d - e f fe c t   r e l a t i o n s hi ps ,   i n c l udi ng  s c i e nt i f i c   a n e n g i n e e r i ng  c ha l l e nge s .   A c c o r di n t o   S y l w e s t e r   e t   al .   i " E x pe ri m e n t a l   D e s i g a n d   B i o m e t r i c   R e s e a r c h:   T o w a r I nn o v a t i o n s " ,   e xpe r i m e n t a t i o n   pl a y s   a   c r uc i a l   r o l e   i n   a dd r e s s i n g   c o n t e m po r a r y   s c i e n t i f i c   i s s ue s ,   i n c l udi ng   s us t a i na b l e   de v e l o pm e n t ,   t hr o u gh  w e l l - de f i n e d   p r o b l e m   s t a t e m e n t s   a nd   c a us a l   a n a l y s i s   [18] .   I di s t r i b ut e c o m put i n g ,   e xpe r i m e nt a l   r e s e a r c h   o f t e n   r e qu i r e s   s i m ul a t i o n s   o c o n t r o l l e d   t e s t   e n v i r o n m e n t s .   F o r   i n s t a n c e ,   M c K e v e t t   a ppl i e b r i e f   e xpe ri m e n t a l   a n a l y s i s   ( B E A t o   di a g n o s e   l e a rni n g   di f f i c ul t i e s   i n   m a t h e m a t i c s   a n m a t c h   i n t e r v e n t i o n s   t o   s pe c i f i c   s t ude n t   n e e ds   [19] .   S i m i l a rl y ,   M e l l o t t   us e d   B E A   t o   i m p r o v e   s t ude n t s '   m u l t i pl i c a t i o n   s k i l l s ,   de m o n s t ra t i ng  i t s   e f fe c t i ve n e s s   i t a i l o r i ng  s o l ut i o n s   t o   s pe c i f i c   pr o b l e m s   [20] .   T h e s e   e xa m pl e s   u n de r s c o r e   t h e   r e l e v a n c e   of   e xpe r i m e nt a l   a na l y s i s   i i de n t i fy i n a nd   m i t i g a t i ng   i s s ue s   i di s t r i b ut e d   c o m put i n g   s y s t e m s .   F u rt h e rm o r e ,   a b s t r a c t i o i s   a   f unda m e nt a l   p r i n c i pl e   i c o m put a t i o n a l   r e s e a r c h .   A c c o r di n g   t o   B e r e M i l l i dge   i n   " T ow a r ds   a   M a t h e m a t i c a l   T h e o r y   of   A b s t r a c t i o n " ,   a b s t ra c t i o i n v o l ve s   c r e a t i ng   s i m pl i f i e r e p r e s e n t a t i o n s   o f   c o m pl e s y s t e m s   t ha t   r e t a i e s s e nt i a l   c h a ra c t e ri s t i c s   w hi l e   o m i t t i n g   i rr e l e v a n t   de t a i l s .   T h i s   p r o c e s s   e n a b l e s   r e s e a r c h e r s   t o   f oc us   o n   ke y   a s pe c t s ,   i m p r o v i n g   a n a l y t i c a l   e ff i c i e n c y   a nd  de c i s i o n - m a ki ng  [2 1] .   In  c o n c l us i o n ,   t hi s   r e s e a r c di f f e r s   f r o m   p r e v i o us   s t udi e s   by   a ppl y i n g   e xpe r i m e nt a l   a na l y s i s   a n d   b ug  a b s t ra c t i o t o   s y s t e m a t i c a l l y   i de n t i fy   a n d   c a t e go r i z e   b ugs   w i t h i t h e   ra y   f r a m e w o r k .   W h i l e   p ri o r e s e a r c h   fo c us e o n   i m p r o v i ng  ra y ’s   pe r f o r m a n c e   a nd   e ff i c i e n c y ,   t h i s   s t udy   a i m s   t o   de e pe t h e   u n de r s t a n di ng  o f   i t s   s of t w a r e   b ugs ,   ul t i m a t e l y   c o n t r i b ut i ng  t o   t h e   e nh a n c e m e n t   o di s t ri b ut e c o m put i ng  r e l i a b i l i t y .       2.   R ES EA R C H   M ET H O D     T h e   r e s e a r c m e t h o d,   a s   de s c ri b e i F i gu r e   1,   i s   s t ru c t ur e d   i nt o   t hr e e   ke y   s t a ge s ,   s uc h   a s   pr e pa ra t i o n,   e xpe r i m e n t a l   a na l y s i s ,   a nd  b ug  a b s t ra c t i o n .   E a c s t a ge   pl a y s   a   v i t a l   r o l e   i t h e   o v e r a l l   r e s e a r c pr o c e s s ,   b e gi nni n g   w i t t h e   p r e p a r a t i o p h a s e ,   w hi c e n s u r e s   a   s o l i d   f o un da t i o f o t h e   e xpe r i m e nt s .   T h e   de t a i l s   o f   e a c h   p r o c e s s   a r e   e xp l a i n e i t h e   f o l l ow i n s ub s e c t i o n s .       2. 1 .     P r e p a r ati o n   T h i s   p h a s e   i n v o l v e s   s e ve r a l   c ri t i c a l   s t e ps   t o   l a y   a   s o l i f o un da t i o n   f o r   t h e   r e s e a r c h ,   e n s u r i n g   t ha t   t h e   e xpe r i m e nt a l   p r o c e s s   i s   t h o r o ug a nd  c o n s i s t e nt .   T h e   de t a i l s   of   t h e s e   s t e ps   a r e   a s   f o l l ow s     2. 1 . 1 .   C o l l e c t   b u d atas e t   T h e   c o l l e c t i o n   o f   t h e   b ug  d a t a s e t   f o r   t h e   ra y   f r a m e w o r i n v o l v e s   a   m ul t i - s t e p r o c e s s .   I n i t i a l l y ,   r e s e a r c h e r s   a c c e s s   t h e   pub l i c   G i t H ub   r e po s i t o r y   of   t h e   ra y   f r a m e w o r k .   W i t hi t hi s   r e po s i t o r y ,   t h e   " Is s ue s "   s e c t i o n   i s   s e l e c t e t o   i de n t i fy   r e l e v a nt   b ug  r e po r t s .   Is s ue s   a r e   f i l t e r e d   t o   i n c l ude   n u m b e r s   f r o m   #20000   t o   #40000 ,   t a r ge t i n r e po rt s   f r o m   l a t e   2021   o r   e a rl y   2022  up  t o   t h e   e n d   o f   2023  t o   e n s u r e   r e l e v a n c e   a nd  r e c e n c y .   T h e   da t a s e t   i s   f urt h e r   r e f i n e us i ng  f i l t e r s ,   s uc h   a s   i s : c l o s e d   t o   s e l e c t   o n l y   r e s o l ve i s s ue s ,   i s : b ug”   t o   foc us   o n   a c t ua l   b ugs   ra t h e t h a f e a t u r e   r e que s t s   o do c um e n t a t i o u pda t e s ,   a n d   i s : c o r e   t o   e n s u r e   t h a t   t h e   i s s ue s   pe r t a i t o   t h e   c o r e   c o m po n e nt s   o f   t h e   r a y   f r a m e w o r k .   Is s ue s   a r e   t h e e xa m i n e f o r   t h o s e   w i t h   a s s o c i a t e pu l l   r e que s t s   a n d   r e p r o duc t i o s c r i pt s ,   a s   t h e s e   p r o v i de   v a l u a b l e   i n s i g ht s   i n t o   t h e   c o m po n e nt s   c a us i n g   t h e   b ugs   a n t h e   c o n d i t i o n s   u nde w h i c t h e y   oc c ur .       2. 1 . 2 .   B u i l d   t e s ti n g   e n v i r o n m e n t   T h e   c r e a t i o n   o f   t h e   t e s t i n g   e n v i r o n m e n t ,   a s   s h o w n   i A l g o r i t hm   1,   i s   e xe c ut e t hr o ug D o c ke r ,   w h i c p r o v i de s   a   c o n t a i n e r i z e d   s e t up   f o r   i s o l a t i n g   a n d   m a n a g i n g   de pe nde n c i e s .   T h e   p r o c e s s   be gi n s   by   s e l e c t i n g   a   s u i t a b l e   b a s e   L i nux   i m a ge   f o r   t h e   D o c ke r   c o nt a i n e r.   T h e   s y s t e m   i s   t h e up da t e d,   a nd  G i t   i s   i n s t a l l e t o   f a c i l i t a t e   t h e   c l o ni n o f   t h e   ra y   f r a m e w o r r e po s i t o r y .   O n c e   t h e   r e po s i t o r y   i s   c l o n e d,   t h e   w o r ki n g   di r e c t o r y   i s   s e t   t o   t h e   p r o j e c t   fo l de r ,   a n d   a   s pe c i f i c   c o m m i t   r e l a t e t o   t h e   b ug  i s   c h e c ke o ut .   F u r t h e s y s t e m   upda t e s   a r e   pe r f o r m e d,   a n d   e s s e n t i a l   p a c ka ge s   s uc a s   P y t h o n 3,   c a - c e rt i f i c a t e s ,   a nd  o t h e r s   a r e   i n s t a l l e d .   A   v i r t u a l   P y t h o n   e n v i r o n m e nt   i s   c r e a t e a n a c t i v a t e d   t o   s e gr e ga t e   P y t h o de pe n de n c i e s   f r o m   t h e   m a i s y s t e m .   A ddi t i o n a l   l i b ra r i e s   a n t o o l s ,   i n c l udi ng  N o de . j s ,   B a z e l ,   a nd   v a r i o us   b ui l e s s e n t i a l s ,   a r e   i n s t a l l e d .   T h e   f i n a l   s t e ps   i n v o l ve   c o p y i n t h e   n e c e s s a r y   b ug  r e p r o duc t i o s c r i pt s   i nt o   t h e   c o n t a i n e r   a n d   c o n f i guri n g   t h e   e nt r y   po i n t   t o   b a s h,   w h i c p r o v i de s   a i nt e r a c t i v e   s h e l l   w h e t h e   c o n t a i n e i s   r u nni n g .   T h i s   s e t up   e n s u r e s   t ha t   t h e   t e s t i n e n v i r o nm e n t   a c c ura t e l y   m i rr o r s   t h e   c o n di t i o n s   n e e de t o   r e p r o duc e   a nd  a n a l y z e   t h e   b ugs .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   40 ,   N o .   2 ,   N o v e m be r   20 25 :   789 - 800   792   A l go r i t h m   1 .   T e s t i n g   do c ke r   e n v i r o m e n t   FROM ubuntu:22.04     RUN apt - get update &&  \     apt - get upgrade  - y &&  \     apt - get install  - y git     RUN git clone https://github.com/ray - project/ray.git     WORKDIR ray       # checkout at parent commit version  bug  and set to BUG_VERSION value   RUN git checkout BUG_VERSION      RUN apt - get update && apt - get install  - \     python3  \     python3 - pip  \     ca - certificates  \     nano     RUN apt install  - python3.10 - venv     RUN echo 'alias python="python3"' >> ~/.bashrc   RUN echo 'alias pip="pip3"' >> ~/.bashrc     SHELL ["/bin/bash", " - c"]   RUN python3  - m venv venv     ENV VIRTUAL_ENV=venv   ENV PATH="$VIRTUAL_ENV/bin:$PATH"     # R U N   p i p 3   i n s t a l l   - U   h t t p s : / / s 3 - us - west - 2. amazonaw s.com/ray - wheels/latest/ray - 3.0.0.dev0 - cp310 - cp310 - manylinux2014_x86_64.whl     RUN apt - get install  - y software - properties - common   RUN add - apt - repository  - y ppa:ubuntu - toolchain - r/test   RUN apt - get install  - y build - essential curl gcc - 9 g++ - 9 pkg - config  psmisc unzip   RUN update - alternatives  -- install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc - 9 90  \     -- slave /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++ - \     -- slave /usr/bin/gcov gcov /usr/bin/gcov - 9     RUN echo "insecure" >> ~/.curlrc     RUN source venv/bin/activate && ci/env/install - baz el.sh     R U N   c u r l   -- silent  - o -   https://raw.githubuserconten t.com/creationix/nvm/v0.39.0/install.sh  | bash   ENV NODE_VERSION=14.21.3   ENV NVM_DIR=/root/.nvm   RUN . "$NVM_DIR/nvm.sh" && nvm install ${NODE_VERSION}   RUN . "$NVM_DIR/nvm.sh" && nvm use v${NODE_VERSIO N}   RUN . "$NVM_DIR/nvm.sh" && nvm alias default v${NODE_VERSION}   ENV PATH="/root/.nvm/versions/node/v${NODE_VERSION}/bin/:${PATH}"   ENV NODE_PATH="$NVM_DIR/v$NODE_VERSION/lib/node_modules:${NODE_PATH}"   WORKDIR dashboard/client   RUN npm ci   RUN npm run build       WORKDIR ../../python   RUN source ../venv/bin/activate && pip3 install  - e .  -- verbose     WORKDIR ..     RUN apt - get install  - y vim     RUN pip install pytest   RUN pip install psutil   RUN pip install six      COPY ./script.sh /   COPY ./recreate.py /     ENTRYPOINT /bin/bash   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E x p e r i m e nt a l   an al y s i s   a nd  b ug  abs t r ac t i o f or   d i s t r i bu t e c o m put at i on   …  ( A r nal do  Mar ul i t ua   S i naga )   793   2. 1 . 3 .   C r e at e   r e p r o d u c ti o n   an d   s h e l l   s c r i p ts   In  t h i s   s t e p ,   t h e   f oc us   i s   o de v e l o pi n g   s c ri pt s   n e c e s s a r y   f o r   b ug  r e p r o duc t i o a n d   t e s t i n g .   R e s e a r c h e r s   s t a rt   by   a c c e s s i n o n e   o f   t h e   s e l e c t e i s s ue s   f r o m   t h e   b ug  da t a s e t .   A   r e p r o duc t i o n   s c r i p t ,   na m e r e c r e a t e . py ,   i s   c r e a t e b a s e o t h e   de t a i l s   p r o v i de i t h e   i s s ue   de s c ri pt i o n .   T h i s   s c ri pt   i s   de s i g n e d   t o   r e pl i c a t e   t h e   b ug  u n de c o nt r o l l e d   c o n di t i o n s ,   e n s u ri n g   t ha t   t h e   e xpe r i m e nt   m i rr o r s   t h e   i s s ue s   r e po r t e d .   A l o n gs i de   t h i s ,   a   s h e l l   s c r i p t   na m e s c ri pt . s h   i s   de v e l o pe t o   f a c i l i t a t e   t h e   e xe c ut i o n   o f   t h e   r e p r o duc t i o n   s c r i p t   a s   o ut l i n e i n   A l go ri t hm   2 .   T h i s   s h e l l   s c ri pt   a u t o m a t e s   t h e   p r o c e s s   of   a c t i v a t i n g   t h e   P y t h o n   v i rt ua l   e n v i r o n m e n t   a nd  ru nn i ng  t h e   r e p r o duc t i o s c r i pt   w i t h i a   U ni x/ L i nux  e n v i r o nm e nt ,   t h e r e by   s t r e a m l i ni n g   t h e   t e s t i n p r o c e dur e   a n d   e n s u r i ng  c o n s i s t e n t   e xe c ut i o a c r o s s   di ff e r e n t   t ri a l s .     A l go r i t h m   2 .   S h e l l   S c r i p t   source /ray/venv/bin/activate && python recreate.py     2. 1 . 4 .   B u i l d   d o c k e r   i m age   an d   c o n tai n e r   T h e   c o n s t r uc t i o o f   t h e   D o c ke r   i m a ge   a n d   c o n t a i n e i n v o l v e s   s e ve r a l   de t a i l e s t e ps .   F i r s t ,   a   D o c ke r   i m a ge   i s   c r e a t e us i ng  a   D o c ke r f i l e ,   w h i c h   s pe c i f i e s   t h e   n e c e s s a r y   c o m po n e nt s ,   s uc a s   c o de ,   ru n t i m e ,   l i b ra r i e s ,   a nd  de pe n de n c i e s ,   r e qui r e d   f o r   t h e   a pp l i c a t i o n.   T h e   c o m m a n d   do c ke r   b ui l - t   i m a ge _ n a m e .   i s   ut i l i z e t o   b ui l t h e   i m a ge ,   w h e r e   - t   i m a ge _ n a m e   t a gs   t h e   i m a ge   w i t h   a   na m e ,   a n d .   i ndi c a t e s   t h a t   D o c ke r   s h o ul l o o fo r   t h e   D o c ke r f i l e   i n   t h e   c u rr e nt   di r e c t o r y .   A f t e r   s uc c e s s f ul l y   b ui l di ng  t h e   i m a ge ,   t h e   n e xt   s t e i s   t o   c r e a t e   a n d   r u n   a   c o n t a i n e r   f r o m   t h i s   i m a ge   us i ng  t h e   c o m m a n do c ke r   r u n   - it  -- n a m e   c o n t a i n e r _ na m e   i m a ge _ n a m e .   T hi s   c o m m a n d   i ni t i a t e s   a   n e w   c o n t a i n e r   i n   i nt e ra c t i v e   m o de ,   a l l o w i n g   us e r s   t o   i nt e r a c t   w i t h   t h e   c o n t a i n e r   t hr o ug t h e   t e rm i na l .   T h e   - i t   o pt i o e n s u r e s   t h e   c o n t a i n e r   r u n s   i nt e r a c t i v e l y ,   w i t h   -- n a m e   c o n t a i n e r _ na m e   a s s i g n i ng  a   s pe c i f i c   na m e   t o   t h e   c o n t a i n e r,   a n d   i m a ge _ n a m e   r e f e r s   t o   t h e   D o c ke r   i m a ge   us e f o r   c o n t a i n e c r e a t i o n.   T h i s   p r o c e s s   e n s ur e s   t h a t   t he   a ppl i c a t i o r u n s   i a   c o n s i s t e nt   a n d   i s o l a t e e n v i r o n m e n t ,   f a c i l i t a t i n g   a c c u r a t e   t e s t i ng  a n d   a na l y s i s .     2. 2 .     Ex p e r i m e n ta l   a n a l ys i s   T h e   e xpe ri m e n t a l   a na l y s i s   p h a s e   i s   c ruc i a l   f o r   i de nt i fy i n g   a n u n de r s t a ndi n g   t h e   b ugs   w i t hi t h e   s y s t e m .   It   i n v o l ve s   s e v e r a l   s t e ps   b ug  d i s c ov e r y ,   i de n t i f i c a t i o n,   a nd  i s o l a t i o n.   T h e   i ni t i a l   s t e i n v o l ve s   r u nni n g   t h e   s h e l l   s c ri pt ,   w h i c h   a c t i v a t e s   t h e   t e s t i n g   e n v i r o n m e n t ,   i ni t i a t e s   t h e   r e p r o duc t i o s c ri pt ,   a nd  e n s u r e s   a l l   n e c e s s a r y   de pe n de n c i e s   a r e   p r e s e n t .   T hi s   s c r i p t   h e l ps   m a i nt a i a   c o n s i s t e nt   t e s t i ng  e n v i r o nm e nt   a nd   v e r i f i e s   t h a t   a l l   c o m po n e n t s   a r e   f u n c t i o ni n g   a s   e xpe c t e d.   F o l l o w i n t h e   s c ri pt   e xe c ut i o n ,   t h e   l o o ut pu t   i s   r e v i e w e d.   T h i s   o ut pu t   c o n t a i n s   de t a i l e i n f o r m a t i o n   a b o ut   t h e   e xe c ut i o n   p r o c e s s ,   i n c l udi n g   e rr o r   m e s s a ge s   a nd  w a rn i n gs ,   w h i c a r e   e s s e n t i a l   f o r   de t e c t i ng  t h e   p r e s e n c e   o f   b ugs .   T h e   n e xt   s t e p   i s   t o   c o m pa r e   t h e   a c t ua l   r e s ul t s   o b t a i n e f r o m   t h e   l o w i t t h e   e xpe c t e o ut c o m e s .   D i s c r e pa n c i e s   b e t w e e n   t h e s e   r e s ul t s   i ndi c a t e   t h e   pr e s e n c e   o f   a   b ug.   A   t h o r o ug a na l y s i s   i s   t h e c o n duc t e d   t o   i d e n t i fy   t h e   s pe c i f i c   c o m po n e n t s   w i t hi t h e   s y s t e m   r e s po n s i b l e   f o t h e   b ug,   i n v o l v i n g   c o de   e xa m i na t i o n   a n d   u nde r s t a n d i n g   t h e   i n t e r a c t i o n s   b e t w e e n   v a r i o us   s y s t e m   c o m po n e nt s .   O n c e   t h e   b ug  i s   i de n t i f i e d,   t h e   n e xt   s t e i s   t o   i s o l a t e   i t   b y   e xa m i n i n g   t h e   s y m pt o m s   a n d   c o n duc t i ng  a   r o o t   c a us e   a na l y s i s .   T hi s   p r o c e s s   i n v o l ve s   a   de t a i l e d   i n v e s t i ga t i o o f   t h e   ob s e r ve s y m pt o m s   a n d   i de nt i f y i n t h e   s pe c i f i c   c o n di t i o n s   t ha t   t ri gge r   t h e   b ug.   By   i s o l a t i ng  t h e   b ug,   r e s e a r c h e r s   c a n   de t e rm i n e   i t s   c a t e go r y   a n d   de v e l o s t r a t e g i e s   f o r   a dd r e s s i ng  a n d   f i xi ng  i t ,   t h e r e by   e n ha n c i n g   t h e   o v e r a l l   r e l i a b i l i t y   a n d   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   s y s t e m .     2. 3 .     B u a b s tr a c ti o n   F o l l ow i n g   t h e   a pp l i c a t i o o f   e xpe r i m e nt a l   a na l y s i s ,   t h e   b ug  a b s t ra c t i o m e t h o i s   e m p l oy e t c a t e go r i z e   b ugs   b a s e o n   t h e i ke y   c h a ra c t e ri s t i c s .   T hi s   m e t h o l e v e r a ge s   t h e   f i n d i n gs   f r o m   e xpe r i m e n t a l   a n a l y s i s   t o   s y s t e m a t i c a l l y   e xt ra c t   t h e s e   c h a ra c t e ri s t i c s .   T h e   a b s t ra c t i o p r o c e s s   i n v o l ve s   a   s e r i e s   o f   t a r ge t e que s t i o n s   de s i g n e d   t o   i l l um i n a t e   t h e   b ug' s   c o r e   a t t r i b ut e s .   By   s y s t e m a t i c a l l y   a dd r e s s i n g   e a c que s t i o n ,   a   c o m pr e h e n s i v e   unde r s t a n d i n o f   t h e   b ug' s   c ha r a c t e r i s t i c   i s   e s t a b l i s h e d.   T h e   s pe c i f i c   que s t i o n s   e m p l oy e i t h i s   p r o c e s s   a r e   e xpl a i n e i de t a i l   b e l ow     D o   w e   n e e m u l t i pl e   i n s t a n c e s   o f   a   c e r t a i n   a c t o f o r   t h e   b ug   t o   h a ppe n ?   T h i s   que s t i o n   e xpl o r e s   w h e t h e r   t h e   b ug  o c c ur s   o n l y   w h e n   t he r e   a r e   m u l t i pl e   i n s t a n c e s   o f   a   c e r t a i n   a c t o o pe r a t i ng  s i m ul t a n e o us l y .   W h e r e ,   i n s t a n c e s   o f   a n   a c t o r   m e a n s   v a r i o us   c o pi e s   o r   ob j e c t s   of   t h e   a c t o r u nni n g   t h e   s a m e   t a s k.   T hi s   h e l ps   i n   i de n t i fy i n w h e t h e r   t he   b ug  i s   r e l a t e t o   c o n c urr e n c y   o r   r e s o ur c e   m a na ge m e n t   i s s ue s .     D o   w e   n e e m u l t i pl e   t y pe s   of   a c t o r s   f o r   t h e   b ug  t o   ha ppe n ?   T h i s   que s t i o f o c us e s   o n   t h e   n e e t o   de t e r m i n e   h o w   m a n y   a nd  d i f f e r e n t   t y pe s   o f   a c t o r s   a r e   i n v o l ve d   w h e a   b ug   a ri s e s .   It   i s   i m po r t a n t   t o   i de n t i fy   w h e t h e t h e   b ug  i s   r e l a t e d   t o   s pe c i f i c   i n t e r a c t i o n s   b e t w e e n   c o m po n e n t s   o r   t a s ks   i t h e   s y s t e m .     D o e s   i t   ha ppe a f t e a   f a i l u r e ,   o r   c a i t   h a p pe w i t h o ut   a   f a i l ur e ?   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   40 ,   N o .   2 ,   N o v e m be r   20 25 :   789 - 800   794   T h i s   que s t i o n   a s ks   w h e t h e r   t h e   b ug  a r i s e s   a s   a   d i r e c t   r e s ul t   o f   a   f a i l u r e   o f   t h e   s y s t e m   o r   a n o t h e c o m po n e n t ,   o w h e t h e t h e   b ug  c a o c c ur   i n de pe n de n t l y .   It   i s   i m po rt a nt   t o   u n de r s t a n d   w h e t h e t h e   b ug   i s   r e a c t i v e   t o   a   s pe c i f i c   f a i l u r e   c o n di t i o o c a o c c ur   w i t h o ut   a   p r i o r   f a i l u r e .     D o e s   i t   r e qu i r e   a   s pe c i f i c   o r de o f   e v e n t s   t o   o c c ur ?     T h i s   q ue s t i o n   a i m s   t o   f i n o ut   i f   t h e   b ug  o n l y   a ppe a r s   w h e n   t h e r e   i s   a   s pe c i f i c   o r de o f   e v e n t s   t h a t   m us t   o c c ur ,   w hi c h   i s   n o t   a l w a y s   gua ra n t e e t o   h a ppe n.   T hi s   s ugge s t s   t h a t   t h e   b ug  m a y   b e   r e l a t e t o   c o n c urr e n c y   a n d   e xe c ut i o o r de i s s ue s   i t h e   s y s t e m .   B y   un de r s t a n di ng   w h e t h e r   a   s pe c i f i c   s e que n c e   i s   r e qui r e d ,   i t   c a h e l i i de n t i fy i n b ugs   c a us e d   by   r a c e   c o n di t i o n s .     D o e s   i t   ha ppe o n l y   f o r   a   s pe c i f i c   c o n f i gura t i o n,   o c a i t   ha ppe w i t h   a n y   c o n f i gura t i o n ?   T h i s   que s t i o a i m s   t o   f i n o ut   i f   t h e   b ug  o n l y   a ppe a r s   i a   s p e c i f i c   s y s t e m   c o n f i gur a t i o n   o c a o c c ur   i v a r i o us   c o n f i gu r a t i o n s .   T hi s   i s   i m po r t a nt   t o   de t e rm i n e   w h e t h e r   t h e   b ug  i s   a e n v i r o n m e n t - s pe c i f i c   pr o b l e m   o a   b r o a de r   p r o b l e m .           F i gu r e   1 .   M a i r e s e a r c p r o c e dur e       3.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   T h i s   s e c t i o p r e s e nt s   t h e   r e s u l t s   o f   t h e   s t u dy   a nd   p r o v i de s   a   di s c us s i o o f   t h e   f i n d i n gs   o b t a i n e t hr o ugh  t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e   e xpe ri m e n t a l   a na l y s i s   a n d   b ug  a b s t r a c t i o n   m e t h o ds .   T h e   d i s c us s i o n   i s   s t ruc t u r e t o   o ff e r   a   c o m p r e h e n s i v e   i nt e r p r e t a t i o o f   t h e   f i n di ngs ,   c o m pa r i s o n s   w i t p ri o r e s e a r c h,   a nd  i m p l i c a t i o n s   f o r   f ut u r e   s t ud i e s .       3. 1 .     B u s ym p tom   c ate go r i z at i o n   T h e   p r o c e s s   of   c o l l e c t i n g   b ug  da t a s e t s   us i n g   t h e   de f i n e b ug   d a t a s e t   c o l l e c t i o n   m e t h o d   r e s ul t e d   i a   da t a s e t   c o m p r i s i ng   91   b ugs .   T h e   e xpe ri m e nt a l   s e t up ,   w h i c i n c l ude t e s t   e n v i r o nm e n t   c r e a t i o n ,   r e p r o duc t i o a n s h e l l   s c ri pt s ,   D o c ke r   i m a ge   a nd  c o n t a i n e r   de pl o y m e n t ,   a n t h e   a pp l i c a t i o o f   t h e   e xpe r i m e n t a l   a na l y s i s   a n b ug   a b s t r a c t i o n   m e t h o ds ,   a l l o w e f o r   t h e   c l a s s i f i c a t i o of   b ug  s y m pt o m s   a n d   t h e   de t e rm i na t i o o f   t h e i f r e que n c y .   F i gu r e   i l l us t ra t e s   t h e   d i s t r i b ut i o n   o f   b ug  o c c urr e n c e s   by   c a t e g o r y .   T h e   h i s t o gra m   p r e s e n t s   t h e   n u m b e r   o f   o c c urr e n c e s   o f   e a c h   b ug  c a t e go r y ,   w i t h   t h e   h o r i z o nt a l   a xi s   r e p r e s e nt i n g   f r e que n c y   a n t h e   v e r t i c a l   a xi s   l i s t i n di f f e r e n t   b ug  c a t e go r i e s .   E a c b a c o rr e s po n d s   t o   t h e   n u m b e r   o f   c a s e s   r e c o r de f o r   a   g i v e n   c a t e go r y .   T h e   f o l l ow i n i s   a e xpl a na t i o n   o f   t h e   b ug  c a t e go r i z a t i o r e s ul t s   t ha t   h a v e   b e e n   f o un d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E x p e r i m e nt a l   an al y s i s   a nd  b ug  abs t r ac t i o f or   d i s t r i bu t e c o m put at i on   …  ( A r nal do  Mar ul i t ua   S i naga )   795     Cra s h   (27   i s s ue s ):   T hi s   c a t e go r y   i n c l ude s   b ugs   t ha t   c a us e   a n   a pp l i c a t i o o s y s t e m   t o   a b rupt l y   s t o p   f un c t i o ni n g .   T h e s e   i s s ue s   a r e   hi g p r i o r i t y   due   t o   t h e i c r i t i c a l   i m p a c t   o n   us e r s .     P e r f o r m a n c e   (14  i s s ue s ):   P e r f o r m a n c e   b ugs   r e duc e   a ppl i c a t i o n   s pe e o r   r e s po n s i v e n e s s ,   o f t e n   c a us e b y   i n e ff i c i e n t   a l go r i t h m s ,   e xc e s s i v e   r e s o ur c e   us a ge ,   o c o n c u rr e n c y   pr o b l e m s .     Ina c c ura t e   S t a t us   (11   i s s ue s ):   T h e s e   b ugs   l e a t o   i n c o n s i s t e n c i e s   b e t w e e n   d i s pl a y e i n f o r m a t i o a n d   a c t ua l   s y s t e m   s t a t e s ,   po t e n t i a l l y   r e s ul t i n g   i us e r   c o n f u s i o n .     S e m a n t i c   ( i s s ue s ):   S e m a n t i c   b ugs   a r e   l o gi c a l   e rr o r s   t ha t   c a us e   i n c o rr e c t   b e h a v i o r ,   e v e n   i f   t h e   a ppl i c a t i o n   do e s   n o t   c r a s h.     H a n (7   i s s ue s ):   T hi s   c a t e go r y   i n c l ude s   b ugs   t h a t   m a ke   t h e   s y s t e m   unr e s po n s i v e   due   t o   de a dl o c ks ,   i n f i ni t e   l o o ps ,   o r   t hr e a d   m a n a ge m e nt   i s s ue s .     R e s o ur c e   L e a (6  i s s ue s ):   T h e s e   b ugs   o c c ur   w h e n   a pp l i c a t i o n s   f a i l   t o   r e l e a s e   r e s o ur c e s   pr o pe r l y ,   l e a d i n g   t o   pe r f o r m a n c e   de gra da t i o n   o r   c r a s h e s .     O t h e C a t e go ri e s :   A ddi t i o na l   i s s ue s   s uc a s   m e m o r y   l e a ks ,   f a l s e   po s i t i v e s ,   a nd   o v e r f l ow   e rr o r s   w e r e   a l s o   i de n t i f i e d,   t h o ug l e s s   f r e que n t l y .           F i gu r e   2 .   B ug  s y m pt o m   c a t e go ri z a t i o n       T h e   r e s ul t s   o f   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   c l a s s i f i c a t i o c a t e go ri z a t i o n   b a s e o b ug  s y m pt o m s   i n   ra y   f r a m e w o r o b t a i n e s e v e r a l   b ug  c a t e go r i e s   b a s e o n   t h e   n u m b e r   o f   o c c urr e n c e s   t ha t   a ppe a r   m o s t   o f t e n .   T h e   b ug  c a t e go r i e s   w i t m o r e   t h a t e n   o c c urr e n c e s   a r e   C ra s h ,   P e r f o r m a n c e ,   a n d   Ina c c ura t e   S t a t us .   B a s e d   o n   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   s t udy   A   Co m p r e h e n s i v e   S t u dy   of   W e bA s s e m b l y   R un t i m e   B ugs   by   Y ue   W a n g ,   t h e r e   i s   v a l i da t i o o f   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   i m pl e m e nt a t i o o f   b ug  s y m pt o m   c a t e go r i z a t i o i n   t h e   r a y   f r a m e w o r k e s pe c i a l l y   fo r   t h e   C ra s h   c a t e go r y   a s   o n e   o f   t h e   c a t e go r i e s   w i t t h e   h i g h e s t   f r e que n c y .   T hi s   s t udy   fo un t ha t   t h e   m o s t   c o m m o n   s y m pt o m   o f   b ugs   i n   W e b A s s e m b l y   r u n t i m e   i s   C r a s h” ,   w h i c h   a c c o un t s   f o r   5 6. 86 o f   a l l   W e b A s s e m b l y   r unt i m e   b ugs   [22] .   T h i s   f i n di ng  i s   i n   l i n e   w i t h   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   b ug   s y m pt o m   c a t e go r i z a t i o i ra y   f r a m e w o r k ,   w h e r e   t h e   C ra s h”   c a t e go r y   i s   o n e   o f   t h e   c a t e go ri e s   w i t t h e   hi g h e s t   f r e que n c y   of   b ug  o c c urr e n c e .   T hi s   s i m i l a r i t y   c a b e   e xpl a i n e d   by   t h e   f u n da m e n t a l   na t u r e   o f   t h e   r u nt i m e   s y s t e m ,   b o t W e b A s s e m b l y   a n d   ra y   f r a m e w o r k ,   w hi c i s   r e s po n s i b l e   f o r   e xe c ut i n g   a n d   m a na g i n t a s ks   o a p pl i c a t i o n s   t ha t   r u n   o n   i t .   E rr o r s   i n   t h e   r u n t i m e   s y s t e m   c a n   c a us e   f a i l u r e s   o r   c r a s h e s   i t h e   e xe c ut e a ppl i c a t i o n s   o r   t a s ks ,   t hus   m a k i n g   C r a s h”   a   c o m m o b ug  s y m pt o m .   T h e a n o t h e r   s uppo r t   i s   i n   t h e   r e s e a r c h   P e r f o r m a n c e   B ug  A na l y s i s   a n d   D e t e c t i o n   f o r   D i s t ri b ut e S t o r a ge   a n d   Co m put i n g   S y s t e m s   by   J i a xi a nd  hi s   t e a m ,   e m p h a s i z i n g   t ha t   b ugs   t ha t   c a us e   b l o c ki n g,   na m e l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   40 ,   N o .   2 ,   N o v e m be r   20 25 :   789 - 800   796   b ugs   t h a t   c a us e   e xe c ut i o n   t i m e   t o   i n c r e a s e   d ra m a t i c a l l y   a s   w o r kl o a d   s i z e   i n c r e a s e s ,   a r e   a i m po rt a nt   c a t e go r y   of   pe r f o r m a n c e   b ugs   i n   di s t ri b ut e s t o ra ge   a n d   c o m put i n g   s y s t e m s   [23] .   T h e   P e r f o r m a n c e   c a t e go r y   i de nt i f i e i t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   b ug  s y m pt o m   c a t e go r i z a t i o n   c a b e   s uppo r t e by   t hi s   s t udy ,   gi v e n   t ha t   b l oc ki n g   t y p e   b ugs   di r e c t l y   a f f e c t   s y s t e m   pe r f o r m a n c e .   T h i s   s ugge s t s   t ha t   i de nt i fy i n g   a n d   a dd r e s s i n pe r f o r m a n c e   b ugs ,   i n c l udi n g   b l o c ki n b ug s ,   s h o ul b e   a   p ri o r i t y   i n   a e ff o r t   t o   i m p r o v e   t h e   r e l i a b i l i t y   a n d   pe r f o r m a n c e   o f   ra y   f r a m e w o r s y s t e m s .   P l us   t h e   r e s e a r c h   V i c i o us   Cy c l e s   i n   D i s t r i b ut e S o f t w a r e   S y s t e m s   by   S h a ngs h a n d   h i s   t e a m ,   w h e r e   i de n t i f i e v i c i o us   c y c l e s   i n   di s t ri b ut e s o f t w a r e   s y s t e m s ,   w hi c a r e   m a i n l y   c a us e by   i m pr o pe r   e rr o ha n dl i n g ,   a n s ugge s t e t h a t   m o n i t o r i ng  t o o l s   a s   w e l l   a s   t h e   us e   o f   e xp o n e nt i a l   b a c ko ff   c a n   p r e v e n t   t h e   o c c urr e n c e   o f   s uc c y c l e s   [17] .   T h e s e   f i n di ngs   c a s u ppo rt   t h e   i de n t i f i c a t i o o f   Ina c c ur a t e   S t a t us   a nd  P e r fo r m a n c e   i s s ue s   a s   m a j o b ug  s y m pt o m s .   T h e   us e   o e f fe c t i ve   m o ni t o ri n g   a n d   e xpo n e n t i a l   b a c o ff  s t ra t e gi e s   c a n   h e l i r e duc i n t h e   f r e que n c y   of   b ugs   r e l a t e t o   i na c c ura t e   s t a t us   a n pe r f o r m a n c e   i s s ue s ,   t h us   s t r e n g t h e ni n g   t h e   a rgu m e nt   t ha t   t h e   de v e l o pm e n t   o f   b e t t e e rr o r   ha n d l i n g   s t ra t e gi e s   a nd  m o n i t o r i ng  m e c h a ni s m s   c a n   ha v e   a   s i g n i f i c a nt   i m p a c t   o n   t h e   r a y   f r a m e w o r k T h e   i de nt i f i c a t i o n   o f   do m i n a nt   b ug   c a t e go r i e s   s ugge s t s   t ha t   t h e   ra y   f r a m e w o r r e qui r e s   t a r ge t e d   i m p r o ve m e n t s   i n   c r a s m i t i ga t i o n,   pe r f o r m a n c e   o pt i m i z a t i o n,   a nd  a c c ura t e   s t a t e   r e p r e s e n t a t i o n.   F u t u r e   r e s e a r c s h o ul d   e xpl o r e   a dv a n c e m o n i t o ri n t e c hn i q ue s   a n d   a ut o m a t e de b uggi n g   t o o l s   t o   r e duc e   t h e   f r e q ue n c y   of   t h e s e   i s s ue s .     3. 2 .     B u m ai n   c h a r ac te r i s ti c s   r e s u l ts   T h i s   s ub s e c t i o n   e xpl o r e s   k e y   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   i de n t i f i e b ugs ,   p a r t i c ul a rl y   fo c us i n o t h e   de pe n de n c y   be t w e e n   a c t o i n s t a n c e s   a n d   b ug  o c c urr e n c e s   w i t hi n   t h e   ra y   f r a m e w o r k .         T a b l e   1 .   B ug  m a i c ha r a c t e r i s t i c s   r e s ul t s   Ch a ra c t e ri s t i c   In s t a n c e   o f   a c t o r   T y p e s   o a c t o r s   O c c u rre n c e   o f   f a i l u r e   O rd e ri n g   d e p e n d e n c y   Co n f i g u ra t i o n   d e p e n d e n c y   Co u n t   o y e s   17   34   57   26   34   Co u n t   o n o   74   57   34   65   57   T o t a l     91       3. 2 . 1.   D e p e n d e n c y   o i n s tan c e   o ac to r   i n   b u g   T h e   f i r s t   c o l um n   o f   T a b l e   s h o w s   t ha t   74  o ut   o f   91  i de nt i f i e b ugs   do   n o t   r e qui r e   m ul t i pl e   a c t o i n s t a n c e s   t o   o c c ur ,   i n di c a t i ng   t ha t   t h e s e   b ugs   e m e r ge   i n de pe n de n t l y   w i t h i i s o l a t e d   a c t o o pe ra t i o n s .   H ow e ve r ,   17   i s s ue s   e x h i b i t   a   de pe n de n c y   o n   m ul t i p l e   a c t o i n s t a n c e s ,   s ugge s t i n g   t ha t   c o n c u rr e n c y   a n d   i n t e r a c t i o n s   b e t w e e n   a c t o r s   c o n t ri b ut e   t o   t h e   e m e r ge n c e   of   c e r t a i n   b ugs .   T h e   p ri m a r y   c a us e s   of   t h e s e   i s s ue s   a r e   l o gi c   e rr o r s   i a c t o r   ha n d l i n g ,   s uc a s   i m p r o pe r   r e f e r e n c e   m a na ge m e n t ,   d a t a   i n c o n s i s t e n c i e s ,   a nd  i n s uf f i c i e n t   e rr o h a ndl i ng.   B a s e o t h e   r e s ul t s   c o n duc t e d   o t h e   ra y   f r a m e w o r k ,   t h e   m a j o r i t y   of   b ugs   do   n o t   de pe nd   o t h e   i n s t a n c e s   o f   a c t o r s   i t h e   o c c ur r e n c e   o f   b ugs .   B a s e o t h e   re s ul t s   o f   t h e   r e s e a r c A c t o r   c o n c u rr e n c y   b ugs :   a   c o m pr e h e n s i v e   s t udy   o n   s y m pt o m s ,   r o o t   c a us e s ,   a pp l i c a t i o p r o gra m m i ng   i nt e r f a c e   ( API )   us a ge s ,   a nd  di f fe r e n c e s   b y   B a gh e rz a de a n d   hi s   t e a m ,   i t   c a b e   v a l i d a t e t h a t   t h e   m a j o r i t y   o f   b ugs   i n   ra y   f r a m e w o r do  n o t   r e qu i r e   t h e   p r e s e n c e   o f   m ul t i p l e   a c t o r   i n s t a n c e s   t o   a ppe a r.   T h e   s t udy   c a t e go r i z e a c t o c o n c u rr e n c y   b ugs   i n t o   f i v e   s y m pt o m s ,   t e n   r o o t   c a us e s ,   a n d   a   s m a l l   n u m b e o f   A P pa c ka ge s .   W h e r e   l o gi c   w a s   t h e   m o s t   c o m m o n   c a us e   a nd  u nt y pe c o m m u n i c a t i o n   w a s   t h e   l e a s t   c o m m o n   [2 4]   T h e s e   f i n di n gs   s u ppo r t   t h e   r e s ul t s   w h i c h   s h o w   t h a t   ra y   f r a m e w o r b ugs   c a o c c ur   i n   i n de pe nde nt   a c t o r   o p e ra t i o n s ,   w i t h o ut   t h e   n e e f o r   i n t e r a c t i o w i t h   o t h e a c t o r   i n s t a n c e s .   T hi s   i s   b e c a us e   m o s t   b ugs   a r e   c a us e by   l o gi c   e r r o r s   i t h e   ha n d l i n g   a nd  m a na ge m e n t   o f   t he   a c t o r s   t h e m s e l v e s ,   ra t h e r   t h a f r o m   i nt e ra c t i o n s   b e t w e e n   a c t o r s .   L o gi c a l   e rr o r s ,   s uc h   a s   i m p r o pe r   r e f e r e n c e   ha n dl i n g ,   i m p r o pe r   d a t a   m a n a ge m e nt ,   o i n s uf f i c i e n t   e rr o ha n dl i n g ,   c a c a us e   b ugs   i i ndi v i du a l   a c t o r s ,   w i t h o ut   i n v o l v i n g   o t h e a c t o r s .   F o e xa m pl e ,   b ugs   s uc h   a s   i m p r o pe r   a r gu m e n t   h a ndl i n du r i ng  c l a s s   i n s t a nt i a t i o n ,   us e   o f   s e r i a l i z a t i o n   p r o t o c o l s   t h a t   do   n o t   s uppo r t   l a r ge   d a t a   s i z e s ,   o r   i na c c ur a t e   h a ndl i ng  o f   a c t o r   s t a t e s   c a n   a l l   o c c ur   t o   a   s i n gl e   a c t o r   w i t h o ut   r e qui ri n g   i n t e r a c t i o n   w i t h   o t h e r   a c t o r s .   T h e r e f o r e ,   t h e   i m pl e m e nt a t i o r e s ul t s   s h o w i n t ha t   t h e   m a j o r i t y   of   b ugs   i n   ra y   f r a m e w o r do   n o t   r e qui r e   a   m ul t i pl i c i t y   o f   a c t o r   i n s t a n c e s   t o   o c c ur   a r e   s uppo rt e by   B a gh e r z a de a n d   hi s   t e a m ' s   r e s e a r c f i n di ngs   w hi c h   s t a t e   t ha t   l o gi c   e rr o r s   a r e   t h e   m o s t   c o m m o c a us e   o f   a c t o r   c o n c u rr e n c y   b ugs ,   a n t h e s e   b ugs   c a o c c ur   i n   i n d i v i dua l   a c t o r s   w i t h o ut   i n v o l v i n g   i nt e r a c t i o n s   b e t w e e n   a c t o r s .       3. 2 . 2.   D e p e n d e n c y   o n   typ e s   o ac to r s   i n   b u gs   T h e   s e c o n c o l um o f   T a b l e   1   r e v e a l s   t ha t   57   o ut   o f   91  b ug s   i t h e   r a y   f r a m e w o r a r e   i n de pe n de nt   of   a c t o r   t y pe   di ve r s i t y .   T h e s e   b ugs   o c c ur   i t h e   e xe c ut i o n   o a   s i n g l e   a c t o w i t h o ut   r e qu i r i ng  i nt e r a c t i o n   w i t a c t o r s   o f   di ff e r e n t   t y pe s .   H ow e v e r ,   34  i s s ue s   e xhi b i t   de pe nde n c i e s   o n   m ul t i p l e   a c t o t y pe s ,   i ndi c a t i n t ha t   i n t e r a c t i o n s   b e t w e e n   d i s t i n c t   a c t o r   r o l e s   c a t ri gge r   c o m pl e b ug  c o n di t i o n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E x p e r i m e nt a l   an al y s i s   a nd  b ug  abs t r ac t i o f or   d i s t r i bu t e c o m put at i on   …  ( A r nal do  Mar ul i t ua   S i naga )   797   T h e   r e s ul t s   h i g hl i g h t i n g   t h e   de pe n de n c e   o n   t y p e s   of   a c t o r s   i t h e   e m e r ge n c e   o f   b ugs   i n   t h e   ra y   f r a m e w o r k ,   s h o w   t ha t   t h e   m a j o r i t y   o f   b ugs   do   n o t   de pe n d   o n   t h e   di v e r s i t y   of   a c t o r   t y pe s .   T h i s   r e s ul t   i s   s uppo r t e by   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   s t udy   A   Co m pr e h e n s i v e   S t ud y   o n   B ugs   i n   A c t o S y s t e m s   by   H e dde n   a n d   hi s   t e a m ,   w h e r e   i t   c a b e   v a l i d a t e d   t ha t   t h e   m a j o r i t y   o f   b ugs   i ra y   f r a m e w o r do   n o t   de pe n d   o t h e   di v e r s i t y   of  a c t o r   t y pe s .   T h e   s t udy   a n a l y z e a   t o t a l   o f   126  a c t o r - r e l a t e b ugs ,   a n d   f o un t ha t   57. 5 o f   t h e   b ugs   w e r e   c o m m o n   l o gi c   e rr o r s ,   w hi l e   c o m m u ni c a t i o n - r e l a t e b ugs   w e r e   o n l y   20. 5%  a n c o o r di na t i o n   b e t w e e n   a c t o r s   w a s   22%  [25] .   T h e s e   f i n di ngs   s uppo rt   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   r e s ul t s   w h i c h   s h o w   t ha t   b ugs   i n   ra y   f r a m e w o r c a o c c ur   i a   s i n g l e   e xe c ut i o n   o f   a   pa rt i c u l a a c t o r,   w i t h o ut   r e q ui r i n g   i nt e r a c t i o n   w i t h   o t h e r   a c t o r s .   T h e   m a j o r i t y   of   b ugs   a r e   c a us e by   ge n e r a l   l o gi c   e rr o r s ,   s uc a s   n u l l   po i n t e r s ,   b uff e r   o pt i m i z a t i o i s s ue s ,   o t h e   s y s t e m   n o t   t e rm i na t i n g   p r o pe r l y ,   w h i c h   a r e   n o t   s pe c i f i c a l l y   r e l a t e t o   c om m u ni c a t i o o c oo r di na t i o b e t w e e n   a c t o r s .   A l t h o ug t hi s   s t udy   a l s o   i de n t i f i e d   b ugs   r e l a t e d   t o   c o m m u n i c a t i o a n d   c o o r di n a t i o b e t w e e n   a c t o r s ,   t h e   pe r c e nt a ge   i s   s m a l l e r   t ha n   t h e   ge n e ra l   l o gi c   e rr o r s .   It   c a n   b e   c o n c l ude t h a t   t hi s   s h o w s   t h a t   m o s t   o f   t h e   b ugs   i t h r a y   f r a m e w o r c a o c c ur  i i n di v i du a l   a c t o r s ,   w i t h o ut   i n v o l v i n i n t e ra c t i o w i t o t h e a c t o r s .   F o e xa m pl e ,   b ugs   s uc a s   i m p r o pe r e f e r e n c e   ha n d l i n g ,   i n c o rr e c t   da t a   m a na ge m e n t ,   o i n a de qu a t e   e rr o h a ndl i n g   c a a l l   o c c ur   o n   a   s i n gl e   a c t o w i t h o ut   r e qui ri n g   i nt e ra c t i o n   w i t h   o t h e r   a c t o r s .   T h e s e   b ugs   a r e   m o s t l y   c a us e d   by   l o gi c a l   e rr o r s   i t h e   ha n d l i ng  a n d   m a n a ge m e nt   o f   t h e   a c t o i t s e l f ,   n o t   f r o m   i nt e ra c t i o n s   w i t h   o t h e r   a c t o r s .     3. 2 . 3.   O c c u r r e n c e   o fa i l u r e   i n   b u o c c u r r e n c e   T h e   t hi r d   c o l um n   o f   T a b l e   s h o w s   t ha t   57  o ut   o f   91  b ugs   a r e   r e a c t i v e ,   m e a ni n g   t h e y   a ri s e   a s   a   d i r e c t   r e s po n s e   t o   s y s t e m   f a i l ur e s .   T h e s e   b ugs   a r e   t ri gge r e by   pr e - e xi s t i n e rr o r s   o r   m a l f u n c t i o n s .   Co n v e r s e l y ,   34  b ugs   o c c ur  i n de pe n de n t l y   o f   s y s t e m   f a i l u r e s ,   i m pl y i n g   t h e y   s t e m   f r o m   i nh e r e nt   i m pl e m e n t a t i o f l a w s   r a t h e t h a s y s t e m   b r e a kdow n s .   T h e   r e s ul t s   s h o w   t h a t   t h e   o c c ur r e n c e   o f   b ugs   i r a y   f r a m e w o r i s   i n f l ue n c e by   s y s t e m   f a i l u r e   de pe n de n c i e s .   T hi s   r e s ul t   i s   s uppo rt e by   t h e   r e s ul t s   o f   t he   r e s e a r c B ug  c h a ra c t e r i s t i c s   i n   o pe n   s o ur c e   s of t w a r e   by   L i T a n,   w h e r e   i t   c a b e   v a l i d a t e d   t ha t   t h e   m a j o r i t y   of   b ugs   i r a y   f r a m e w o r a ppe a a s   a   di r e c t   r e s po n s e   t o   a   s y s t e m   f a i l u r e .   T hi s   s t udy   fo un t ha t   s e m a nt i c   b ugs   a r e   t h e   do m i na nt   r o o t   c a us e   i n   o pe n   s o ur c e   s of t w a r e ,   a nd  m o s t   s e c ur i t y   b ugs   a r e   c a us e b y   s e m a n t i c   b ugs   [26] .   T h i s   f i n d i n g   s uppo rt s   t h e   r e s ul t s   w hi c s h o w   t h a t   b ugs   i t h e   r a y   f r a m e w o r a r e   r e a c t i v e ,   w h e r e   t h e y   a r i s e   a s   a   d i r e c t   c o n s e que n c e   o f   a   f a i l u r e   o e rr o t ha t   ha s   o c c urr e i t h e   s y s t e m .   S e m a nt i c   b ugs ,   s uc a s   l o gi c   e rr o r s ,   i m p r o pe r   d a t a   ha n d l i ng,   o i n s uf f i c i e n t   e rr o r   ha n dl i n g ,   t e n d   t o   a ppe a i r e s po n s e   t o   f a i l u r e   o e rr o c o n di t i o n s   t h a t   o c c ur   i t h e   s y s t e m .   F o r   e x a m p l e ,   b ugs   s uc a s   i m p r o pe ha n dl i n g   w h e a c t o r s   a r e   de l e t e d,   i na de qua t e   e rr o r   ha n dl i n b y   G CS   w h e n   a c t o r s   a r e   d e l e t e d,   o r   l a c o f   s y n c hr o n i z a t i o n   b e t w e e n   s t a t us   a n e rr o m e s s a ge s ,   a l l   o f   w h i c a ri s e   i n   di r e c t   r e s po n s e   t o   a   f a i l u r e   c o n di t i o o r   e rr o r   o c c urr i n g   i t h e   s y s t e m .   T h e s e   b ugs   a r e   r e a c t i v e   i n   t ha t   t h e y   a ri s e   a s   a   r e s ul t   o f   a   p r e - e xi s t i n g   f a i l u r e   o r   e rr o r   c o ndi t i o n,   s uc h   a s   a a c t o f a i l u r e ,   n o de   f a i l u r e ,   o r   e rr o r   i n   d a t a   m a na ge m e nt .   T h e   s y s t e m   t h e n   r e a c t s   t o   t h o s e   f a i l ur e   c o n di t i o n s   o e rr o r s   i n   a n   i n c o rr e c t   w a y ,   c a us i n g   s e m a nt i c   b ugs   t o   a ppe a r.   T h e r e f o r e ,   t h e   i m p l e m e nt a t i o n   r e s ul t s   s h o w i n g   t h a t   t h e   m a j o r i t y   of   b ugs   i ra y   f r a m e w o r a r i s e   a s   a   di r e c t   r e s po n s e   t o   a   s y s t e m   f a i l u r e   a r e   s uppo r t e d   by   L i T a n' s   r e s e a r c f i n di ngs   w h i c s t a t e   t ha t   s e m a nt i c   b ugs   a r e   t h e   do m i n a nt   r o o t   c a us e   i o pe s o ur c e   s of t w a r e ,   a n d   t h e s e   b ugs   t e n d   t o   a ri s e   i r e s po n s e   t o   f a i l u r e   c o n di t i o n s   o e rr o r s   i t h e   s y s t e m .     3. 2 . 4.   O r d e r i n g   d e p e n d e n c y   i n   b u o c c u r r e n c e   T h e   f o ur t h   c o l um n   o f   T a b l e   i ndi c a t e s   t h a t   65   o ut   o f   91  bugs   a r e   i n de pe n de n t   o f   e v e n t   s e que n c e .   T h e s e   b ugs   a ri s e   f r o m   ge n e ra l   l o gi c   e rr o r s   r a t h e t ha s pe c i f i c   c o n c urr e n c y   o t i m i n g   c o n di t i o n s .   H ow e ve r ,   26  b ugs   e xh i b i t   a   de pe n de n c y   o n   e ve n t   o r de r,   m e a ni n g   t ha t   a   p r e c i s e   s e que n c e   of   i n t e r a c t i o n s   i s   n e c e s s a r y   t t r i gge t h e m .   T h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   b ug   o c c ur r e n c e   i r a y   f r a m e w o r do e s   n o t   a l w a y s   r e qu i r e   a   s pe c i f i c   s e que n c e   of   e ve n t s .   B a s e o n   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   r e s e a r c A   M e t h o a nd  T o o l   f o r   F i n d i n g   Co n c u rr e n c y   B ugs   In v o l v i n g   M ul t i pl e   V a r i a b l e s   w i t A pp l i c a t i o t o   M o de rn  D i s t ri b ut e S y s t e m s   by   Z h uo   S un,   t h e r e   i s   a   r e j e c t i o n   o f   t h e   i m p l e m e nt a t i o n   r e s ul t s   w hi c s t a t e   t h a t   t h e   m a j o ri t y   of   b u gs   i n   ra y   f r a m e w o r do   n o t   r e qui r e   a   s pe c i f i c   s e que n c e   o f   e v e n t s   t o   o c c ur .   T h e   r e s e a r c s t a t e s   t h a t   di s t ri b ut e c o n c u rr e n c y   b ugs   o f t e n   ha v e   s i m p l e   c a us e s   a n c a b e   c a ug h t   by   s i m pl e   t e s t s ,   b ut   a r e   v e r y   di ff i c ul t   t o   t r a c e   a nd  de t e c t   d ue   t o   t h e i c o m pl e n o n - de t e r m i n i s t i c   na t u r e   [27]   T h i s   r e s e a r c h   f o c us e s   o n   a t o m i c i t y   v i o l a t i o n,   w hi c h   i s   t h e   m o s t   c o m m o n   t y p e   of   di s t r i b ut e c o n c urr e n c y   b ug,   a nd  p r e s e n t s   a   m o de l   c h e c ki n g - b a s e t o o l   t o   p r e di c t   di s t r i b ut e c o n c u rr e n c y   a t o m i c i t y   v i o l a t i o b ugs   i m o de rn  m i c r o s e r v i c e - b a s e di s t r i b ut e d   s y s t e m s .   T h e   f i n d i n gs   r e j e c t   i m pl e m e nt a t i o r e s ul t s   t h a t   s t a t e   t ha t   t h e   m a j o ri t y   of   b ugs   i t h e   ra y   f r a m e w o r a r e   ge n e ri c   a nd  n o t   r e l a t e t o   s pe c i f i c   c o n c urr e n c y   o r   t i m i n g   s c e n a ri o s .   I n s t e a d ,   t h i s   s t udy   e m p h a s i z e s   t ha t   d i s t r i b ut e c o n c u rr e n c y   b ugs ,   s uc a s   a t o m i c i t y   v i o l a t i o n s ,   a r e   hi g h l y   de pe n de n t   o t h e   s e que n c e   o f   e ve n t s   a n d   t h e   n o n - de t e rm i ni s t i c   na t u r e   o f   t h e   di s t ri b ut e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   40 ,   N o .   2 ,   N o v e m be r   20 25 :   789 - 800   798   s y s t e m .   T h e r e f o r e ,   t h e   r e s ul t s   o f   t h i s   s t u dy   r e j e c t   t h e   i m p l e m e nt a t i o r e s ul t   t h a t   t h e   m a j o r i t y   of   b ugs   i n   ra y   f r a m e w o r do   n o t   r e qu i r e   a   s pe c i f i c   s e que n c e   of   e v e n t s   a nd  a r e   ge n e r a l .     3. 2 . 5.   C o n fi gu r a ti o n   d e p e n d e n c y   i n   b u o c c u r r e n c e   T h e   l a s t   c o l um o f   T a b l e   r e v e a l s   t ha t   6 o ut   o f   91  b ugs   a re   i n de pe nde nt   o f   s pe c i f i c   c o n f i gura t i o s e t t i n gs .   T h e s e   b ugs   a ri s e   due   t o   i m pl e m e nt a t i o f l a w s   ra t h e t ha v a ri a t i o n s   i s y s t e m   c o n f i gura t i o n.   H ow e ve r ,   29   b ugs   de m o n s t ra t e   a   de pe n de n c y   o c o n f i gura t i o s e t t i n gs ,   i m p l y i n g   t ha t   s pe c i f i c   s y s t e m   pa r a m e t e r s   c a i n f l ue n c e   b ug  m a ni f e s t a t i o n s .   T h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   t h e   e m e r ge n c e   of   b ugs   i n   ra y   f r a m e w o r do e s   n o t   a l w a y s   r e qui r e   s pe c i a l   c o n f i gur a t i o n .   B a s e o t h e   r e s ul t s   o f   t h e   r e s e a r c U n de r s t a n d i n g   a nd   di s c o ve r i n g   s o f t w a r e   c o n f i gu ra t i o de pe n de n c i e s   i c l o ud  a n d a t a c e n t e r   s y s t e m s   by   Q i n g r o n g   C h e n,   t h e r e   i s   a   r e j e c t i o n   o f   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   r e s ul t s   w h i c h   s t a t e   t ha t   t h e   m a j o ri t y   of   b ugs   i n   ra y   f r a m e w or k   do   n o t   de pe n o n   c e rt a i n   c o n f i gu ra t i o n s .   T hi s   r e s e a r c p r e s e nt s   a   s t u dy   o f   c o n f i gura t i o n   de pe n de n c i e s   i s o f t w a r e   a nd  t o o l s   fo r   d i s c ov e r i ng  t h e s e   de pe n de n c i e s   [2 8]   T h i s   r e s e a r c h   de f i n e s   f i v e   t y pe s   of   c o n f i gura t i o de pe n de n c i e s   a nd  i de nt i f i e s   c o m m o n   c o de   pa t t e rn s   a s s o c i a t e w i t t h e s e   de pe n de n c i e s .   T h e   f i n d i n gs   o f   t h i s   s t u d y   s h ow   t h a t   c o n f i gu r a t i o de pe n de n c i e s   a r e   v e r y   c o m m o n   a nd  d i v e r s e   i n   s o f t w a r e ,   a nd  p r o v e   t ha t   c o n f i gu r a t i o de pe n de n c i e s   c a n   b e   di s c o ve r e a u t o m a t i c a l l y .   In   a dd i t i o n,   t hi s   s t udy   fo un 448  p r e v i o us l y   un do c um e n t e c o n f i gur a t i o de pe n de n c i e s ,   i ndi c a t i n t ha t   c o n f i gur a t i o de pe n de n c i e s   a r e   a i m p o r t a n t   i s s ue   t o   c o n s i d e i s o f t w a r e   e n gi n e e ri n g .   T h e r e f o r e ,   t h e   r e s ul t s   of   t h i s   s t udy   r e j e c t   t h e   i m pl e m e n t a t i o r e s ul t s   w h i c s t a t e   t ha t   t h e   m a j o ri t y   of   b ugs   i ra y   f r a m e w o r do   n o t   de pe n o n   s pe c i f i c   c o n f i gura t i o n s .   A l t h o ug h   t h e   r e s ul t s   s t a t e   t ha t   t h e   m a j o r i t y   of   b ugs   i ra y   f r a m e w o r do   n o t   de pe n o n   s pe c i f i c   c o n f i gur a t i o n s ,   t h e   f i n di ngs   o f   t hi s   s t u dy   i n di c a t e   t ha t   c o n f i g ura t i o n   de pe n de n c y   i s   a   c o m m o n   a n d   s i g ni f i c a n t   i s s ue   i n   s o f t w a r e .   T h e r e fo r e ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   p r o pe r l y   a na l y z e   a n d   m a n a ge   c o n f i gu r a t i o de pe nde n c i e s   t o   a v o i po t e n t i a l   b ugs   a nd  e n s u r e   r e l i a b i l i t y   a n d   p r o pe f un c t i o na l i t y   i s o f t w a r e   s y s t e m s .     3. 3 .     Th r e ats   to   v al i d i ty   T h i s   s ub s e c t i o n   i de n t i f i e s   po t e n t i a l   t hr e a t s   t o   t h e   v a l i d i t y   of   t h e   s t udy ’s   f i n di n gs ,   p a r t i c ul a rl y   i n   a n a l y z i n b ugs   w i t h i n   t h e   r a y   f r a m e w o r us i n e xpe r i m e nt a l   a na l y s i s   a nd  b ug  a b s t r a c t i o n   m e t h o ds .   A ddr e s s i n g   t h e s e   t hr e a t s   i s   e s s e n t i a l   t o   a c c u r a t e l y   i n t e r p r e t   a n d   ge n e ra l i z e   t h e   r e s e a r c r e s ul t s .   T h e   i de n t i f i e d   t hr e a t s   a r e   a s   f o l l ow s     T h e   s t udy   fo c us e s   e xc l us i v e l y   o n   t h e   ra y   f r a m e w o r k ,   w hi c m a y   l i m i t   t h e   ge n e r a l i z a b i l i t y   of   t h e   f i n di ngs .   T h e   r e s ul t s   c o ul di f f e r   i f   a ppl i e t o   o t h e r   di s t r i b ut e c o m put i ng  f ra m e w o r ks ,   s uc h   a s   f a us t   o s c a l a b l e   c o n c urr e n t   o pe r a t i o n s   i n   P y t h o ( S CO O P ) .   T h e   c o nc l us i o n s   m a y   n o t   b e   uni v e r s a l l y   a ppl i c a b l e   a c r o s s   a l l   di s t ri b ut e s y s t e m s .       T h e   f o r m ul a t i o n   o f   que s t i o n s   f o r   i de n t i fy i n b ug  c h a ra c t e r i s t i c s   i s   b a s e o n   r e s e a r c h e r s ’  i nt e r p r e t a t i o n s .   A l t e rna t i v e   m e t h o do l o gi e s   fo r   b ug  c h a ra c t e ri z a t i o n   m a y   y i e l di f f e r e n t   r e s ul t s ,   i ndi c a t i n g   t ha t   s ub j e c t i ve   j udgm e nt   c o ul i n f l ue n c e   t h e   r e s e a r c h   o ut c o m e s .     T h e   us e   o f   e xpe r i m e n t a l   a na l y s i s   a n b ug  a b s t ra c t i o n   a s   r e s e a r c m e t h o ds   m a y   i m p a c t   t h e   s t udy ’s   v a l i di t y .   D i f fe r e n t   m e t h o do l o gi c a l   a pp r o a c h e s ,   s uc h   a s   c a s e   s t ud i e s   o s t a t i s t i c a l   a n a l y s e s ,   m i g h t   pr o duc e   v a r y i n g   i n s i g h t s ,   s ug ge s t i n g   t ha t   t h e   c h o i c e   o f   m e t ho do l o g y   c o ul a f fe c t   t h e   f i n d i n gs .     T h e   e xpe ri m e n t s   w e r e   c o n duc t e i n   a   p r e de f i n e d   e n v i r o nm e nt   us i ng  D o c ke r   c o n t a i n e r s .   W h i l e   t h i s   s e t up  e n s u r e s   c o n s i s t e n c y ,   i t   m a y   n o t   f ul l y   r e f l e c t   v a r i a t i o n s   e n c o un t e r e i n   r e a l - w o r l de pl o y m e n t s .   Co n s e que n t l y ,   t h e   r e s ul t s   m a y   n o t   e nt i r e l y   r e p r e s e n t   pe r f o r m a n c e   i n   p r o duc t i o e n v i r o nm e n t s .     T h e   da t a s e t   o f   b ugs   w a s   c o m pi l e us i n g   s pe c i f i c   s e l e c t i o n   c ri t e r i a ,   s uc h   a s   c l o s e i s s ue s   a n c o r e   b ugs   w i t h i t h e   ra y   f r a m e w o r k .   T hi s   f i l t e r i ng  p r o c e s s   m a y   i n t r o duc e   b i a s ,   po t e n t i a l l y   o m i t t i n g   c e r t a i t y pe s   of   b ugs   o r   i s s ue s   t ha t   e xi s t   w i t h i t h e   f r a m e w o r b ut   w e r e   n o t   i n c l ude i n   t h e   d a t a s e t .   By   a c kn o w l e dgi n g   t h e s e   t hr e a t s ,   t h e   s t udy   p r o v i de s   a   c l e a r e pe r s pe c t i v e   o i t s   l i m i t a t i o n s ,   h e l pi ng  t o   c o n t e xt u a l i z e   t h e   r e s e a r c h   f i n d i n gs   a n i n f o rm   f ut u r e   s t udi e s   s e e ki n t o   e nh a n c e   t h e   r e l i a b i l i t y   a n d   a ppl i c a b i l i t y   of   b ug  a na l y s i s   i di s t r i b ut e c o m put i n g   f r a m e w o r ks .       4.   C O N C LU S I O N   T h i s   s t udy   s uc c e s s f ul l y   c l a s s i f i e s   m a j o b ug  c a t e go r i e s   a nd  i de nt i f i e s   ke y   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   b ugs   w i t h i t h e   ra y   f r a m e w o r t hr o ug h   e xpe r i m e n t a l   a na l y s i s   a nd  b ug  a b s t ra c t i o n .   S pe c i f i c a l l y ,   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   of   b ug  c a t e go r i e s   b a s e o s y m pt o m s   i t h e   r a y   f r a m e w o r i de n t i f i e t hr e e   p r i m a r y   c a t e go r i e s   f r o m   a   da t a s e t   of   91  f r e que n t l y   oc c ur r i ng  b ugs :   " C ra s h, "   " P e r f o r m a n c e , "   a n " I n a c c u r a t e   S t a t us . "   T hi s   c l a s s i f i c a t i o n   pr o v i de s   a   s t r uc t u r e u nde r s t a n d i n g   o f   c o m m o n   i s s ue s   a n d   s e r v e s   a s   a   f o un da t i o f o r   de v e l o pi n g   t a rge t e de b uggi n s t r a t e gi e s .   F u r t h e rm o r e ,   t h e   ke y   c h a ra c t e ri s t i c s   o b ugs   w e r e   a n a l y z e us i n b ug  a b s t ra c t i o n .   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.