Ruby 中哈希的线程安全

Question

我对 Ruby 中哈希值的线程安全性感到好奇。从控制台运行以下命令（Ruby 2.0.0-p247）：

h = {}
10.times { Thread.start { 100000.times {h[0] ||= 0; h[0] += 1;} } }

回报

{0=>1000000}

这是正确的期望值。

为什么它有效？我可以依靠此版本的 Ruby 实现线程安全的哈希值吗？

编辑：测试100次：

counter = 0
100.times do
  h={}
  threads = Array.new(10) { Thread.new { 10000.times { h[0] ||= 0; h[0] += 1 } } }
  threads.map { |thread| thread.join }
  counter += 1 if h[0] != 100000
end
puts counter

计数器最后还是0。我尝试了多达 10K 次，并且这段代码从未出现过任何线程安全问题。

Answer 1

不，您不能依赖哈希是线程安全的，因为它们不是为线程安全而构建的，很可能是出于性能原因。为了克服标准库的这些限制，创建了 Gems，它提供线程安全（并发 ruby​​）或不可变（仓鼠）数据结构。这些将使访问数据线程安全，但除此之外您的代码还有一个不同的问题：

你的输出将不是确定性的；事实上，我尝试了几次你的代码，一旦我得到了544988结果。在您的代码中，可能会发生经典的竞争条件，因为涉及单独的读取和写入步骤（即它们不是原子的）。考虑一下这个表达式h[0] ||= 0，它基本上可以翻译为h[0] || h[0] = 0. 现在，很容易构造一个发生竞争条件的情况：

• 线程1读取h[0]并发现它是nil
• 线程2读取h[0]并发现它是nil
• 线程 1 组h[0] = 0和增量h[0] += 1
• 线程 2 组h[0] = 0和增量h[0] += 1
• {0=>1}虽然正确的结果是{0=>2}

如果你想确保你的数据不会被损坏，你可以使用互斥锁来锁定操作：

require 'thread'
semaphore = Mutex.new

h = {}

10.times do
  Thread.start do
    semaphore.synchronize do
      100000.times {h[0] ||= 0; h[0] += 1;}
    end
  end
end

_{注意：这个答案的早期版本提到了“thread_safe”gem。“thread_safe”自 2017 年 2 月起已弃用，成为“concurrent-ruby”gem 的一部分。改用那个。}