ruby - 在 Ruby 中实现同步屏障

Question

我正在尝试“复制”CUDA __synchtreads() 的行为Ruby 中的函数。具体来说，我有一组N需要执行某些代码的线程，然后在继续执行其余业务之前，所有线程都在执行中点互相等待。例如:

x = 0

a = Thread.new do
  x = 1
  syncthreads()  
end

b = Thread.new do 
  syncthreads()
  # x should have been changed
  raise if x == 0
end

[a,b].each { |t| t.join }

我需要使用什么工具来完成此任务？我尝试使用全局哈希，然后休眠，直到所有线程都设置了一个标志，表明它们已完成代码的第一部分。我无法让它正常工作；它导致挂起和死锁。我认为我需要使用 Mutex 的组合和ConditionVariable但我不确定为什么/如何。

编辑: 50 次浏览，无人回复!看起来像是赏金的候选人......

Answer 1

让我们实现一个同步屏障。它必须预先知道它将处理的线程数，n。在前 n - 1 次调用 sync 期间，屏障将导致调用线程等待。调用号n将唤醒所有线程。

class Barrier
  def initialize(count)
    @mutex = Mutex.new
    @cond = ConditionVariable.new
    @count = count
  end

  def sync
    @mutex.synchronize do
      @count -= 1
      if @count > 0
        @cond.wait @mutex
      else
        @cond.broadcast
      end
    end
  end
end

sync 的整体是一个临界区，即它不能由两个线程同时执行。因此调用 Mutex#synchronize。

当@count的减少值为正时，线程被卡住。将互斥体作为参数传递给 ConditionVariable#wait 的调用对于防止死锁至关重要。它会导致互斥体在卡住线程之前解锁。

一个简单的实验启动 1k 线程并使它们向数组添加元素。首先他们添加零，然后同步并添加1。预期结果是一个具有 2k 个元素的排序数组，其中 1k 个是 0，1k 个是 1。

mtx = Mutex.new
arr = []
num = 1000
barrier = Barrier.new num
num.times.map do
  Thread.start do
    mtx.synchronize { arr << 0 }
    barrier.sync
    mtx.synchronize { arr << 1 }
  end
end .map &:join;
# Prints true. See it break by deleting `barrier.sync`.
puts [
  arr.sort == arr,
  arr.count == 2 * num,
  arr.count(&:zero?) == num,
  arr.uniq == [0, 1],
].all?

事实上，有 a gem named barrier这正是我上面描述的。

最后一点，在这种情况下不要使用 sleep 来等待。这称为忙等待和is considered a bad practice .