多个线程调用相同的函数

Question

假设我们有多个线程都调用相同的函数:

def foo 
  # do stuff ...
end

100.times do |i|
  Thread.new do
    foo
  end
end

如果当前有两个或多个线程foo,那么它们各自共享相同的局部变量foo吗？

这与我的第二个问题有关.线程是否具有单独的堆栈帧,或者它们是否在单个进程中共享堆栈帧？具体来说,当每个调用多个线程foo并foo返回之前,foo堆栈上是否有多个副本,每个副本都有自己的局部变量,或者foo堆栈中只有一个副本？

Answer 1

是的，它们共享相同的变量。这是线程的关键元素，在只读上下文中很好，但如果它们写入任何这些变量，则需要使用 aMutex和synchronize线程，因此在任何给定时间只有一个可以更改变量。有时他们可能会调用间接更改数据的方法，因此在决定是否需要同步之前，您需要完全了解系统。

至于你的第二个问题，如果我明白你在问什么，它们有单独的堆栈帧，但它们仍然在内存中共享相同的数据。

澄清一下，在下面的示例中，局部变量由多个线程zip 共享，因为它是在当前作用域中定义的（线程不会更改作用域，它们只是在当前作用域中启动一个单独的并行执行线程）。

zip = 42

t = Thread.new do
  zip += 1
end

t.join

puts zip # => 43

这里的连接拯救了我，但显然如果我将其保留在那里，那么线程中根本没有任何意义。如果我执行以下操作，将会很危险：

zip = 42

t = Thread.new do
  zip += 1
end

zip += 1

puts zip # => either 43 or 44, who knows?

那是因为基本上有两个线程都试图zip同时修改。当您访问网络资源或增加数字等时，这一点变得很明显，如上所述。

然而，在下面的示例中，局部变量zip是在一个全新的作用域内创建的，因此两个线程实际上并没有同时写入同一个变量：

def foo
  zip = 42
  zip += 1 # => 43, in both threads
end

Thread.new do
  foo
end

foo

有两个并行堆栈被管理，每个堆栈在foo方法内都有自己的局部变量。

然而，下面的代码是危险的：

@zip = 42 # somewhere else

def foo
  @zip += 1
end

Thread.new do
  foo
end

foo

puts @zip # => either 43 or 44, who knows?

这是因为实例变量@zip可以在函数范围之外访问foo，因此两个线程可能会同时访问它。

通过在更改变量的代码部分周围仔细放置互斥体（锁），可以解决“两个线程同时更改相同数据”的问题。互斥体必须在创建线程之前创建，因为对于互斥体来说，（根据设计）两个线程访问同一个互斥体至关重要，以便知道它是否被锁定。

# somewhere else...
@mutex = Mutex.new
@zip   = 42

def foo
  @mutex.synchronize do
    @foo += 1
  end
end

Thread.new do
  foo
end

foo

puts @zip # => 44, for sure!

如果当执行流到达该Mutex#synchronize行时，它会尝试锁定互斥体。如果成功，则进入该块并继续执行。一旦块完成，互斥体将再次解锁。如果互斥量已经被锁定，则线程会等待，直到它再次空闲......实际上，它就像一扇每次只有一个人可以穿过的门。

我希望这能解决问题。