МРТ рубиновое нарезание резьбы и производительность

Question

Мой первый вопрос по SO, но я долго скрывался, так что вам придется простить меня, если я нарушил какие-либо правила или отправил мусорный вопрос.

Я пытаюсь лучше понять многопоточность, и я решил проверить МРТ и посмотреть, как она работает в целом.

Учитывая следующий код (и вывод), почему многопоточные операции намного медленнее, чем непотоковый вариант?

код

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

выход

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------------

Заранее спасибо.

Answer 1

Как только вы достигнете большого количества потоков (5000), объем накладных расходов на переключение между потоками планировщиком намного превышает объем работы, которую фактически выполняет каждый поток. Обычно вы хотите 30-50 нитей макс.

Попробуйте уменьшить количество потоков и пропорционально увеличить объем работы, которую выполняет каждый:

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

и вы должны увидеть гораздо более сопоставимые результаты.

Обратите внимание, что вы, вероятно, увидите нижнюю границу Time(threaded) >= Time(non-threaded) - то есть время для многопоточной версии не может быть меньше однопоточной версии. Это происходит из-за GIL MRI, который позволяет одновременно выполнять только один поток (они никогда не могут работать параллельно). Некоторые реализации ruby, такие как JRuby, допускают параллельное выполнение потоков.