Ruff项目中类型系统属性测试失败的深度分析

背景介绍

Ruff是一个用Rust编写的Python代码检查工具，其red-knot组件负责实现Python的类型系统语义。在2025年4月23日的日常测试运行中，发现了一系列类型系统属性测试失败的问题，这些测试原本用于验证类型系统的基本属性是否满足预期。

问题现象

测试运行结果显示23个类型系统属性测试全部失败，错误信息一致指向"cannot create a tracked struct disambiguator outside of a tracked function"。这表明在测试执行过程中，存在违反Salsa(一个增量计算框架)使用规则的情况。

技术分析

错误本质

Salsa框架要求所有跟踪(tracked)的数据结构必须在跟踪函数内部创建。错误表明测试代码中直接创建了跟踪结构体，而没有将其包裹在Salsa查询中。这违反了Salsa的基本使用原则，会导致运行时错误。

问题根源

通过git bisect定位，问题源于一个关于类字面量__new__函数可调用子类型化的提交。该提交修改了is_subtype_of函数的实现，使其调用了Class::into_callable，进而调用into_bound_method_type，后者会创建Salsa跟踪的BoundMethodType。

类型系统属性测试的重要性

这些失败的属性测试原本用于验证类型系统的基本数学属性，包括但不限于：

• 自反性：类型T必须是自身的子类型
• 传递性：如果A是B的子类型，B是C的子类型，那么A必须是C的子类型
• 对称性：如果A等价于B，那么B必须等价于A
• 反自反性：类型T不能与自身不相交
• 子类型与可赋值性关系：子类型关系必须蕴含可赋值性

解决方案

临时解决方案

作为临时措施，可以回滚导致问题的提交，但这只是权宜之计，无法从根本上解决问题。

根本解决方案

需要重构测试框架，确保在属性测试中创建跟踪结构体时，将其包裹在适当的Salsa查询中。具体可以采取以下步骤：

1. 为属性测试创建专门的Salsa查询包装器
2. 确保所有涉及跟踪结构体的操作都在查询上下文中执行
3. 可能需要引入中间查询层来隔离测试逻辑和核心类型系统逻辑

经验教训

这个案例提醒我们：

1. 在修改类型系统核心逻辑时，需要特别注意其对整个系统的影响
2. 属性测试是验证类型系统正确性的重要手段，必须保持其可靠性
3. 使用增量计算框架时，必须严格遵守其使用规则
4. 测试失败可能揭示出更深层次的设计问题，而不仅仅是简单的实现错误

结论

Ruff项目中的这一事件展示了在复杂类型系统实现中维护数学属性的挑战。通过分析测试失败的根本原因，开发团队不仅能够修复当前问题，还能加深对类型系统与增量计算框架交互的理解，为未来的开发奠定更坚实的基础。