Ruby 多線程的潛力和弱點分析

2019-10-26 19:25:04

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供稿：網友

Web 應用大多是 IO 密集型的，利用 Ruby 多進程+多線程模型將能大幅提升系統吞吐量。其原因在于：當Ruby 某個線程處于 IO Block 狀態時，其它的線程還可以繼續執行。但由于存在 Ruby GIL (Global Interpreter Lock)，MRI Ruby 并不能真正利用多線程進行并行計算。JRuby 去除了 GIL，是真正意義的多線程，既能應付 IO Block，也能充分利用多核 CPU 加快整體運算速度。

上面說得比較抽象，下面就用例子一一加以說明。

Ruby 多線程和 IO Block

先看下面一段代碼（演示目的，沒有實際用途）：
代碼如下:
# File: block_io1.rb

def func1
puts "sleep 3 seconds in func1/n"
sleep(3)
end

def func2
puts "sleep 2 seconds in func2/n"
sleep(2)
end

def func3
puts "sleep 5 seconds in func3/n"
sleep(5)
end

func1
func2
func3

代碼很簡單，3 個方法，用 sleep 模擬耗時的 IO 操作。運行代碼（環境 MRI Ruby 1.9.3）結果是：
代碼如下:
$ time ruby block_io1.rb
sleep 3 seconds in func1
sleep 2 seconds in func2
sleep 5 seconds in func3

real 0m11.681s
user 0m3.086s
sys 0m0.152s

比較慢，時間都耗在 sleep 上了，總共花了 10 多秒。

采用多線程的方式，改寫如下：
代碼如下:
# File: block_io2.rb

def func1
puts "sleep 3 seconds in func1/n"
sleep(3)
end

def func2
puts "sleep 2 seconds in func2/n"
sleep(2)
end

def func3
puts "sleep 5 seconds in func3/n"
sleep(5)
end

threads = []
threads << Thread.new { func1 }
threads << Thread.new { func2 }
threads << Thread.new { func3 }

threads.each { |t| t.join }

運行的結果是：
代碼如下:
$ time ruby block_io2.rb
sleep 3 seconds in func1
sleep 2 seconds in func2
sleep 5 seconds in func3

real 0m6.543s
user 0m3.169s
sys 0m0.147s

總共花了 6 秒多，明顯快了許多，只比最長的 sleep 5 秒多了一點。

上面的例子說明，Ruby 的多線程能夠應付 IO Block，當某個線程處于 IO Block 狀態時，其它的線程還可以繼續執行，從而使整體處理時間大幅縮短。