Thread Unsafeな

Railsアプリを作る

自己紹介

名前:

瀬戸 啓一朗

 

経歴:

東大法学部卒業

2019年 楽天入社

 

k8sを触ることが多いですが

業務ではRuby (Rails)を使っています

Thread Safe?

とあるAさんのBさんのコードに対するReviewにて

「このコード、スレッドセーフじゃないですね」

  • スレッドは知っていた
  • スレッドセーフはなんとなくしかわからない

 

 

Rubyでどんなコードを書くと

スレッドセーフじゃなくなるかが分からなかった

 

 

 

そもそもスレッドセーフとは

プロセス：

別のプロセスは別のプロセスのメモリを直接参照できない

スレッド：

メモリを共有しながら処理を行う

 

スレッドセーフとは

スレッドを同時並行で実行しても問題がない状態

 

じゃあ逆にスレッドセーフじゃないと何が起きる？

 

メモリ

スレッド1

スレッド2

  1. スレッド1が変数xに値を代入
  2. スレッド2が1が知らない間にxを変更
  3. スレッド1で取り出すときにいつの間にか値が変わっていて問題発生

スレッドセーフじゃないときの例

イマイチ実感できなかったので

Thread Unsafeな

Rails Applicationを作ってみた

本題

https://github.com/erbowl/thread_unsafe

仕様

クライアントは果物をランダムな数だけ籠に入れてサーバーにpost

 

サーバーのレスポンスと自ら計算した値が合っているか計算し、

合っていたら　■

間違っていたら■

を標準出力

require 'net/http'
require 'json'

begin

prices = {
  orange: 100,
  apple: 200,
  peach: 400
}
http = Net::HTTP.new('localhost', '3000')

loop do
  items = [
    { name: :orange, count: rand(10) },
    { name: :apple,  count: rand(10) },
    { name: :peach,  count: rand(10) }
  ]
  right_answer = items.sum do |item|
    prices[item[:name]] * item[:count]
  end

  req = Net::HTTP::Post.new('/calc/index')
  req.body = { items: items }.to_json
  res = http.request(req)
  
  print res.body.to_i == right_answer ? "\e[32m" : "\e[31m"
  print "■\e[0m"
end

rescue Interrupt
  puts 'good bye'
end

仕様 (Rails内のコードを抜粋)

class CalcController < ApplicationController
  protect_from_forgery
  def index
    Basket.init
    JSON.parse(request.body.read)["items"].each do |item|
      Basket.add(item["name"], item["count"])
    end
    render json: Basket.result
  end
end
class Basket
  @@total = 0
  
  def self.init
    @@total = 0
  end

  def self.add(name, count)
    @@total += Item.find_by(name: name).price * count
  end

  def self.result
    @@total
  end
end

クライアント側から受け取ったリクエストをパースして籠に追加して結果を返す

@@totalというクラス変数にDBから取得した価格を用いて合計額を計算

 

（なんか怪しい実装w）

app serverは

マルチスレッドのpuma

DEMO

あれ、そんなに問題なくない？

RubyのGIL

GIL(グローバルインタプリタロック）

 

CRubyのスレッドはGILという機能により1つのプロセスでは複数のスレッドが同時に動かない

 

※JRubyとかだとガチでマルチスレッドで動きます

参考：https://qiita.com/motsat/items/8c9b6bc56152444f50a0

GILがあるならマルチスレッドの意味ねーじゃん？

GILはIO時に解放されるそうで外部コマンドを呼び出したり、DBを叩いたり、HTTPでアクセスしたり等の間はマルチスレッドが有効です。

 

例えば、1回10秒かかるリクエストを4回したいときに、シングルスレッドだと40秒かかりますが、マルチスレッドだと10秒で終わります。

参考：https://tech.unifa-e.com/entry/2017/06/08/200151

DEMO

（sleepあり）

まとめ

  • スレッドはメモリを共有している
  • マルチスレッドはIO待ちがあるときに有効
  • クラス変数は共有資源なので注意
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