我知道红宝石的“合作”线程使用绿色线程。如何在我的应用程序中创建真正的“操作系统级”线程,以便使用多个cpu内核进行处理?


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因为不能编辑那个答案,所以在这里添加一个新的回答。

更新(2017-05-08)

这篇文章很旧了,信息也跟不上时代 (2017)胎面,以下是一些补充:

Opal is a Ruby to JavaScript source-to-source compiler. It also has an implementation of the Ruby corelib, It current very active develompent, and exist a great deal of (frontend) framework worked on it. and production ready. Because base on javascript, it not support parallel threads. truffleruby is a high performance implementation of the Ruby programming language. Built on the GraalVM by Oracle Labs,TruffleRuby is a fork of JRuby, combining it with code from the Rubinius project, and also containing code from the standard implementation of Ruby, MRI, still live development, not production ready. This version ruby seem like born for performance, I don't know if support parallel threads, but I think it should.

其他回答

Ruby 1.8只有绿色线程,没有办法创建一个真正的“操作系统级”线程。但是,ruby 1.9将有一个叫做光纤的新特性,它将允许您创建实际的操作系统级线程。不幸的是,Ruby 1.9仍处于测试阶段,预计几个月后就会稳定下来。

另一种选择是使用JRuby。JRuby将线程实现为操作系统级别的头,其中没有“绿色线程”。JRuby的最新版本是1.1.4,相当于Ruby 1.8

这里有一些关于Rinda的信息,它是Linda(并行处理和分布式计算范式)的Ruby实现http://charmalloc.blogspot.com/2009/12/linda-tuples-rinda-drb-parallel.html

这取决于实现:

MRI没有,YARV更接近。 JRuby和MacRuby有。

Ruby有闭包block, lambdas和Procs。为了充分利用JRuby中的闭包和多核,Java的执行器派上了用场;对于MacRuby,我喜欢GCD的队列。 注意,能够创建真正的“操作系统级”线程并不意味着可以使用多个cpu内核进行并行处理。请看下面的例子。

这是一个简单的Ruby程序的输出,它使用Ruby 2.1.0使用3个线程:

(jalcazar@mac ~)$ ps -M 69877
USER     PID   TT   %CPU STAT PRI     STIME     UTIME COMMAND
jalcazar 69877 s002    0.0 S    31T   0:00.01   0:00.04 /Users/jalcazar/.rvm/rubies/ruby-2.1.0/bin/ruby threads.rb
   69877         0.0 S    31T   0:00.01   0:00.00 
   69877        33.4 S    31T   0:00.01   0:08.73 
   69877        43.1 S    31T   0:00.01   0:08.73 
   69877        22.8 R    31T   0:00.01   0:08.65 

正如您在这里看到的,有四个操作系统线程,但是只有状态为R的线程正在运行。这是由于Ruby线程实现方式的限制。


同样的程序,现在是JRuby。您可以看到三个状态为R的线程,这意味着它们正在并行运行。

(jalcazar@mac ~)$ ps -M 72286
USER     PID   TT   %CPU STAT PRI     STIME     UTIME COMMAND
jalcazar 72286 s002    0.0 S    31T   0:00.01   0:00.01 /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.7.0_25.jdk/Contents/Home/bin/java -Djdk.home= -Djruby.home=/Users/jalcazar/.rvm/rubies/jruby-1.7.10 -Djruby.script=jruby -Djruby.shell=/bin/sh -Djffi.boot.library.path=/Users/jalcazar/.rvm/rubies/jruby-1.7.10/lib/jni:/Users/jalcazar/.rvm/rubies/jruby-1.7.10/lib/jni/Darwin -Xss2048k -Dsun.java.command=org.jruby.Main -cp  -Xbootclasspath/a:/Users/jalcazar/.rvm/rubies/jruby-1.7.10/lib/jruby.jar -Xmx1924M -XX:PermSize=992m -Dfile.encoding=UTF-8 org/jruby/Main threads.rb
   72286         0.0 S    31T   0:00.00   0:00.00 
   72286         0.0 S    33T   0:00.00   0:00.00 
   72286         0.0 S    31T   0:00.09   0:02.34 
   72286         7.9 S    31T   0:00.15   0:04.63 
   72286         0.0 S    31T   0:00.00   0:00.00 
   72286         0.0 S    31T   0:00.00   0:00.00 
   72286         0.0 S    31T   0:00.00   0:00.00 
   72286         0.0 S    31T   0:00.04   0:01.68 
   72286         0.0 S    31T   0:00.03   0:01.54 
   72286         0.0 S    31T   0:00.00   0:00.00 
   72286         0.0 S    31T   0:00.01   0:00.01 
   72286         0.0 S    31T   0:00.00   0:00.01 
   72286         0.0 S    31T   0:00.00   0:00.03 
   72286        74.2 R    31T   0:09.21   0:37.73 
   72286        72.4 R    31T   0:09.24   0:37.71 
   72286        74.7 R    31T   0:09.24   0:37.80 

同样的程序,现在有了MacRuby。还有三个线程并行运行。这是因为MacRuby线程是POSIX线程(真正的“操作系统级”线程),没有GVL

(jalcazar@mac ~)$ ps -M 38293
USER     PID   TT   %CPU STAT PRI     STIME     UTIME COMMAND
jalcazar 38293 s002    0.0 R     0T   0:00.02   0:00.10 /Users/jalcazar/.rvm/rubies/macruby-0.12/usr/bin/macruby threads.rb
   38293         0.0 S    33T   0:00.00   0:00.00 
   38293       100.0 R    31T   0:00.04   0:21.92 
   38293       100.0 R    31T   0:00.04   0:21.95 
   38293       100.0 R    31T   0:00.04   0:21.99 

同样的程序,但是现在用的是老式的核磁共振成像。由于这个实现使用绿色线程,所以只显示一个线程

(jalcazar@mac ~)$ ps -M 70032
USER     PID   TT   %CPU STAT PRI     STIME     UTIME COMMAND
jalcazar 70032 s002  100.0 R    31T   0:00.08   0:26.62 /Users/jalcazar/.rvm/rubies/ruby-1.8.7-p374/bin/ruby threads.rb

如果您对Ruby多线程感兴趣,那么您可能会对我的使用fork处理程序调试并行程序的报告感兴趣。 要更全面地了解Ruby内部结构,《Ruby Under a Microscope》是一本不错的读物。 此外,Omniref中的Ruby线程和C中的全局解释器锁在源代码中解释了为什么Ruby线程不能并行运行。

如果您确实需要Ruby在产品级系统中的并行性(您不能使用beta),那么进程可能是更好的选择。 但是,首先在JRuby下尝试线程绝对是值得的。

另外,如果您对Ruby下线程的未来感兴趣,您可能会发现本文很有用。

我将让“系统监视器”来回答这个问题。在这两种情况下,我用8个Ruby线程在i7(4个超线程核)机器上运行相同的代码(下面,计算质数)……第一次运行是:

Jruby 1.5.6 (ruby 1.8.7 patchlevel 249) (2014-02-03 6586) (OpenJDK 64-Bit Server VM 1.7.0_75) [amd64-java]

第二种是:

Ruby 2.2.1.p95 (2014-05-08) [x86_64-linux-gnu]

有趣的是,对于JRuby线程,CPU更高,但是对于解释后的Ruby,完成的时间略短。从图中很难看出这一点,但是第二次(解释的Ruby)运行使用了大约1/2的cpu(没有超线程?)

def eratosthenes(n)
  nums = [nil, nil, *2..n]
  (2..Math.sqrt(n)).each do |i|
    (i**2..n).step(i){|m| nums[m] = nil}  if nums[i]
  end
  nums.compact
end

MAX_PRIME=10000000
THREADS=8
threads = []

1.upto(THREADS) do |num|
  puts "Starting thread #{num}"
  threads[num]=Thread.new { eratosthenes MAX_PRIME }
end

1.upto(THREADS) do |num|
    threads[num].join
end