如何让Ruby增加30%的性能改进

一切都和 --enable-pthread 有关

问一下 Ruby 黑客怎么简单地增加一个线程的Ruby应用程序的性能。也许，这些黑客会告诉你，“小伙，每个人都知道在编译Ruby的时候你需要使用configure 的 --disable-pthread参数”。没错，在configure --disable-pthread 可以让你得到大约 30% 性能提高。但是，这是为什么呢？

所有的这一些我们需要使用 strace 工具，这个工具可以打出所有的真实的操作系统的调用。

下面，是一段我们测试的例程：

defmake_thread
  Thread.new{
    a = []
    10_000_000.times {
      a << "a"
      a.pop
    }
  }
end
 
t = make_thread
t1 = make_thread
 
t.join
t1.join

如果我们使用 strace 工具去测试 configure --enable-pthread 版本的Ruby引擎，那么我们可以得到下面这样的结果：

22:46:16.706136 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, [], 8 ) = 0 <0.000004>
22:46:16.706177 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, [], 8 ) = 0 <0.000004>
22:46:16.706218 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, [], 8 ) = 0 <0.000004>
22:46:16.706259 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, [], 8 ) = 0 <0.000005>
22:46:16.706301 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, [], 8 ) = 0 <0.000004>
22:46:16.706342 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, [], 8 ) = 0 <0.000004>
22:46:16.706383 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, [], 8 ) = 0 <0.000004>

你会发现上面的sigprocmask 系统调用一页一页又一页地没完没了的。如果你用 strace -c，你会发现一共大约20,054,180 个sigprocmask系统调用。但是，如果你是在--disable-pthread 的Ruby版本下运行，你会发现根本没有那么多的sigprocmask 系统调用（只有 3 次，简直就是天壤之别）

查看一下源代码

我们知道 configure 是一个脚本，其主要用来创建一个 config.h 文件，其中有一大堆宏定义 defines ，这些宏定义决定了使用什么样的函数。所以，让我们来比较一下版本 ./configure --enable-pthread 和版本./configure --disable-pthread的不同之处吧。

$ diffconfig.h config.h.pthread
> 
#define _REENTRANT 1
> 
#define _THREAD_SAFE 1
> 
#define HAVE_LIBPTHREAD 1
> 
#define HAVE_NANOSLEEP 1
> 
#define HAVE_GETCONTEXT 1
> 
#define HAVE_SETCONTEXT 1

好的，现在我们再 grep 一下Ruby的源代码，我们可以看到只要HAVE_[S/G]ETCONTEXT 被设置了，Ruby 就会调用setcontext() 和getcontext() 这两个系统调用来存取context 的状态，以便异常处理时的切换（通过EXEC_TAG）。

而如果 HAVE_[S/G]ETCONTEXT 没有被定义 的情况下，Ruby 会使用 _setjmp/_longjmp这两个系统调用。

… The _longjmp() and _setjmp() functions shall be equivalent to longjmp() and setjmp(), respectively, with the additional restriction that _longjmp() and _setjmp() shall not manipulate the signal mask…

还有setcontext /getcontext的 man page:

… uc_sigmask is the set of signals blocked in this context (see sigprocmask(2)) …

我们可以看到 getcontext 调用每次都要调用sigprocmask 但是_setjmp 不会。

补丁

请点击 这里获取补丁

这个补丁增加了一个configure 的参数 --disable-ucontext 其可以让你关闭使用 setcontext或getcontext，你只需要像如下方式使用就好了。

./configure--disable-ucontext --enable-pthread

如果你以这种方式编译Ruby，那么，你的程序的性能在同等条件下可能会有30%左右的提升。