[ruby-dev:43098] Re: pthread_cond を用いたConditionVariable

遠藤です。

2011年1月25日3:40 KOSAKI Motohiro <[e-mail]>:
>> POSIX thread の condition variable を直接用いて ConditionVariable を作っ
>> てみました. とはいえ, まだまだ完全ではないのですが...

現行の CV もコア部分 (Mutex#sleep) は native_sleep の pthread_cond_wait の
はずなんですが、何が違うんでしょうね。細々した部分がRuby 実装部分で Array とかいじってる
のが遅いのかなあ。


>> 実装についてですが, Thread等の仕組みが十分に分かっていないので, 私だけ
>> では完全なものにするのは難しいです. 良く知っていらっしゃる方々に完全な
>> ものにして, Ruby に取り込んでいただければと思っています.

こういうのは安定させるのが大変そうですね。
パッチ眺めただけで申し訳ないんですが、

+  BLOCKING_REGION_CORE({
+      native_mutex_lock(&arg->cv->lock);
+      th->transition_for_lock = 0;
+      native_cond_wait(&arg->cv->cond, &arg->cv->lock);
+      th->transition_for_lock = 1;
+      native_mutex_unlock(&arg->cv->lock);
+    });

の部分は、native_mutex_lock の直前に別スレッドで CV#signal が呼ばれたとき、
signal が無視される気がしました (気のせいかもしれませんが) 。

+  native_mutex_lock(&arg->cv->lock);
+  BLOCKING_REGION_CORE({
+      th->transition_for_lock = 0;
+      native_cond_wait(&arg->cv->cond, &arg->cv->lock);
+      th->transition_for_lock = 1;
+    });
+  native_mutex_unlock(&arg->cv->lock);

とすればいい、のかなあ。


> パフォーマンスはさておくとしても、今のCVはCtrl-Cセーフじゃないというかなり致命的な弱点があるので
> いつかはC実装に直さないといけないという認識でした。すばらしいです。

C 実装にすることはあまり関係ないんじゃないでしょうか。

CV + Ctrl-C に関しては、以下の 3 つの設計上の問題に分けられると思います。

  1. 言語レベルで非同期例外に対する機能が不足している
  2. CV#wait に非同期例外が投げ込まれたとき、どうすればいいかわからない
  3. CV#wait の API が難しすぎる

1 は、ensure 節で Ctrl-C が起きたら後処理できない、という有名な問題です。
このあたりの機能がちゃんと整備されれば、Ruby 実装でも Ctrl-C 安全な CV は
作れると思います。

2 は、CV#wait は return したときに時に引数の mutex をロックしていることが
期待されていますが、非同期例外が投げ込まれたら即座に終了することも期待され
ていて、どっちを優先すべきか自明でないという設計上の悩みです。
個人的には、完全に割り込めないのは kill -9 でしか止められなくて困るので、
非同期例外を優先すべきだと思っています。

3 は、CV#wait の API は (一見簡単ですが) 細かい使用上の注意があり、しかも
それが十分に周知されていないという問題です。
「必ず while で包め」とか、同じ CV に対応する predicate は全スレッドで同じ
でないといけない (はず、私の勘違いの可能性も) とか、timeout が入るとさらに
難しくなる ([ruby-dev:41255]) とか、そもそも CV#wait の timeout には race
condition があるとか。
CV 以外のわかりやすい Ruby 向けの同期プリミティブはないですかねえ。例えば
predicate をブロックに包むだけでも大分わかりやすくなるのではないか。

さらに、CV の API は C API (pthread) のパクリなので、C に存在しない機能
(例外など) との兼ね合いが検討されていないという問題もあります。
仮に 1 の機能が整備されたとしても、Ctrl-C まで考慮した CV#wait の使い方は
かなりややこしくなり、常人には正しく使いこなせない予感がします。


いずれも、CV を C 実装に直すだけでどうにかなる話ではないと思います。


> 今のRubyだとdeadlockするのが正しい挙動のときに assert(deadlockすること) と書く方法がない気がするのですが
> この認識はあってますかね？

Ruby を別プロセスを立ち上げて、その中で deadlock を起こさせ、標準
エラー出力に例外が出てくることを見る感じでどうでしょう。

-- 
Yusuke Endoh <[e-mail]>