ruby - MRI ruby​​ 线程和性能

Question

我关于 SO 的第一个问题，但我已经潜伏了很长时间，所以如果我违反了任何规则或发布了垃圾问题，你必须原谅我。

我试图更好地理解线程，因此我决定测试 MRI 并了解它的总体性能。

给定以下代码(和输出)，为什么线程操作比非线程变体慢得多？

代码

class Benchmarker
  def self.go
    puts '----------Benchmark Start----------'
    start_t = Time.now
    yield
    end_t = Time.now
    puts "Operation Took: #{end_t - start_t} seconds"
    puts '----------Benchmark End------------'
  end
end

# using mutex
puts 'Benchmark 1 (threaded, mutex):'
Benchmarker.go do
  array = []
  mutex = Mutex.new
  5000.times.map do
    Thread.new do
      mutex.synchronize do
        1000.times do
          array << nil
        end
      end
    end
  end.each(&:join)
  puts array.size
end

# using threads
puts 'Benchmark 2 (threaded, no mutex):'
Benchmarker.go do
  array = []
  5000.times.map do
    Thread.new do
      1000.times do
        array << nil
      end
    end
  end.each(&:join)
  puts array.size
end

# no threads
puts 'Benchmark 3 (no threads):'
Benchmarker.go do
  array = []
  5000.times.map do
    1000.times do
      array << nil
    end
  end
  puts array.size
end

输出

Benchmark 1 (threaded, mutex):
----------Benchmark Start----------
5000000
Operation Took: 3.373886 seconds
----------Benchmark End------------
Benchmark 2 (threaded, no mutex):
----------Benchmark Start----------
5000000
Operation Took: 5.040501 seconds
----------Benchmark End------------
Benchmark 3 (no threads):
----------Benchmark Start----------
5000000
Operation Took: 0.454665 seconds
----------Benchmark End------------

提前致谢。

Answer 1

一旦您遇到大量线程 (5000)，调度程序在线程之间切换的开销就远远超过每个线程实际执行的工作量。通常您最多需要 30-50 个线程。

尝试减少线程数量并按比例增加每个线程的工作量:

  20.times.map do
    Thread.new do
      250000.times do
        array << nil
      end
    end
  end.each(&:join)

您应该会看到更具可比性的结果。

请注意，您可能会看到下限 Time(threaded) >= Time(non-threaded) - 即线程版本的时间不能低于单线程版本。这是因为 MRI 的 GIL 一次只允许一个线程执行(它们永远不能并行运行)。一些 ruby​​ 实现(例如 JRuby)允许并行执行线程。