多线程循环答案

【问题标题】：Loops in multiple threads多线程循环
【发布时间】：2012-10-25 07:58:27
【问题描述】：

require 'thread'

count1 = count2 = 0
difference = 0
counter = Thread.new do
   loop do
      count1 += 1
      count2 += 1
   end
end
spy = Thread.new do
   loop do
      difference += (count1 - count2).abs
   end
end
sleep 1

puts "count1 :  #{count1}"
puts "count2 :  #{count2}"
puts "difference : #{difference}"
counter.join(2)
spy.join(2)
puts "count1 :  #{count1}"
puts "count2 :  #{count2}"
puts "difference : #{difference}"

这是使用Mutex.synchronize 的示例。在我的电脑上，结果与教程完全不同。调用join 后，有时计数相等：

count1 :  5321211
count2 :  6812638
difference : 0
count1 :  27307724
count2 :  27307724
difference : 0

有时不是：

count1 :  4456390
count2 :  5981589
difference : 0
count1 :  25887977
count2 :  28204117
difference : 0

我不明白为什么即使计数显示的数字非常不同，差异仍然是 0。

add 操作可能如下所示：

val = fetch_current(count1)
add 1 to val
store val back into count1

和count2 类似的东西。 Ruby 可以在线程之间切换执行，所以它可能不会完成对变量的写入，但是当 CPU 回到线程时，它应该从中断的那一行继续，对吧？

并且仍然只有一个线程正在写入变量。怎么可能，在loop do 块内，count2 += 1 被执行了更多次？

【问题讨论】：

join(2) 应该做什么？
它给线程一个终止的限制（以秒为单位）。如果我不调用它，ruby 将在程序结束时自动获取线程（因此无限 loop do 将始终结束）。请参阅ruby-doc.org/core-1.9.3/Thread.html#method-i-join 了解更多信息
这很有趣。在 ruby 1.8 上，difference 始终为 0，并且计数的差异永远不会超过 1，但在 ruby 1.9 上，difference 始终 == 0，但 count1 和 count2 彼此相距很远。

标签： ruby multithreading ruby-1.9

【解决方案1】：

执行

puts "count1 :  #{count1}"

需要一些时间（尽管可能很短）。它不是在一个实例中完成的。因此，连续的两行并不神秘：

puts "count1 :  #{count1}"
puts "count2 :  #{count2}"

显示不同的计数。简单地说，counter 线程在执行第一个 puts 时经历了一些循环周期并增加了计数。

同样，当

difference += (count1 - count2).abs

被计算，原则上计数可能会增加，而 count1 在引用 count2 之前被引用。但是在那个时间跨度内没有执行任何命令，而且我猜想引用count1 所需的时间比counter 线程通过另一个循环所需的时间要短得多。请注意，前者完成的操作是后者完成的操作的适当子集。如果差异足够显着，这意味着counter 线程在- 方法的参数调用期间没有经过循环循环，那么count1 和count2 将显示为相同的值。

一个预测是，如果你在引用count1 之后但在引用count2 之前进行一些昂贵的计算，那么difference 将会出现：

difference += (count1.tap{some_expensive_calculation} - count2).abs
# => larger `difference`

【讨论】：

事实上，将sleep 0.001 之类的东西放在计数器之间的计数器线程中也会显示出差异。由于计数器线程“忙于循环”，我想知道间谍线程是否有很多机会在 1.9 中运行。立即将 sleep 语句放入可以释放 CPU 时间来运行 spy 线程，差异就显现出来了。
谢谢，有道理。用print "count1 : #{count1}, count2 : #{count2}\n" 替换puts 可以减少计数器之间的差异。因为puts 作为两个命令执行，因此需要更多时间。

【解决方案2】：

这就是答案。我认为您已经假设线程在join(2) 返回后停止执行。

事实并非如此！即使join(2) 将执行（暂时）返回给主线程，线程也会继续运行。

如果您将代码更改为此，您将看到会发生什么：

...
counter.join(2)
spy.join(2)

counter.kill
spy.kill

puts "count1 :  #{count1}"
puts "count2 :  #{count2}"
puts "difference : #{difference}"

这在 ruby 1.8 中似乎有点不同，在主线程执行时线程似乎没有机会运行。

本教程可能是为 ruby 1.8 编写的，但是线程模型从那时起在 1.9 中发生了变化。

事实上，它在 1.8 中工作纯粹是“运气”，因为当 join(2) 在 1.8 和 1.9 中都没有返回时，线程没有完成执行。

【讨论】：