MacRuby 放弃 GIL,实现并发线程

阅读数:995 2009 年 7 月 4 日

话题:RubyPython语言 & 开发架构

Ruby 的线程总是一个很烦人的东西。Ruby 1.8 实现了具有用户空间的线程,但是存在一些性能问题,而且也和多核系统不兼容。

Ruby 1.9将每一个 Ruby 线程映射到内核线程,改善了 1.8 线程的性能

这就是全局解释锁(GIL),有时候也叫做全局 VM 锁(GVL)。每一个 Ruby 线程需要在运行之前请求 GIL。Ruby 的这个实现细节和 Python 类似(在最近数年里面这个问题可以被分解实现)

在过去几年内,Ruby 实现的替代品已经去掉了 GIL:JRuby 和 IronRuby 都没有 GIL。

现在 MacRuby 也紧随其后,能够在没有 GIL 的情况下工作,Laurent Sansonetti 这样解释说

所有的 MacRuby 线程都是由操作系统内核调度,并且在工作之前会注册到 Objective-C 垃圾收集器(在单独线程中运行)。

MacRuby 运行时现在不仅能够在线程之间共享状态,还能够同步访问这些线程结构,而不是只允许一个线程处于活跃状态。实现细节是这样的:

Core 对象包含了一个锁,这个锁在每一次存取共享数据结构的时候都被用到。共享的数据结构有这些:LLVM 缓存,多种 stub 缓存,BridgeSupport 缓存等。

所有的东西都会迁移到 VM 类,这个类是完全无锁的。当且仅当每个线程希望访问运行时的时候,按需创建 VM 对象。VM 对象包含了表示当前线程执行的数据结构,例如当前的块、绑定以及异常等。VM 有时候也会调用 Core(例如定义一个方法)请求 Core 锁,但是大多数时候它都是并行执行的。

新的线程系统现在已经在 MacRuby 代码库的实验性分支中可以找到,这个分支目标成为 MacRuby 下一个版本。这个分支同时也包含了一个MacRuby 构建的(简单的)web 服务器样例

一旦下一个稳定的 MacRuby 版本和新的线程代码一起发布,这就有三个 Ruby 的实现,包含并行线程的实现,无任何 GIL 的实现以及 Ruby 1.8(用户空间线程)和 Ruby 1.9.x 的实现。JRuby 和 MacRuby 都支持 Ruby 1.9.x 语言和库。

Ruby 1.9.x 也存在和 Python 一样的 GIL 问题,虽然Unladen Swallow项目承诺在 2010 年之前彻底移除 GIL(是否可能以及提供的补丁是否可能会集成到官方 Python 版本是另一回事 - 删除 GIL 的补丁在最近十年内只是零星出现)。

最后的忠告:讨论 Ruby 或者 Python 中的 GIL 经常会引发关于这些语言是否能够通过线程得到并发操作的争论。另外一个争论的焦点是 GIL 是 CPU 边界代码的唯一问题 - I/O 边界代码并不是问题,因为只要 GIL 使当地释放,允许其他的线程在 I/O 才做的时候运行。考虑到这些问题 - 你会怎么实现你的 CPU 边界代码,使得它能够在 Ruby 多核情况下使用?你关心过创建和管理多个 OS 进程吗?

查看英文原文:MacRuby Drops GIL, Gains Concurrent Threads