Ruby のスレッドとファイバの簡単なメモです。

Thread

子スレッドで"hello"を3回表示する例

t1.rb

th = Thread.new { 3.times { puts "hello" ; sleep 1 } }

th.join       # メインスレッドが終了しないように子スレッドを待つ

$ ruby t1.rb 
hello             # 子スレッドで表示
hello             #     〃
hello             #     〃

子スレッドからQueue経由で受け取った"hello"をメインスレッドで3回表示する例

t2.rb

q = Queue.new

th = Thread.new { loop { q << "hello" ; sleep 1 } }

3.times { puts q.pop }

$ ruby t2.rb 
hello             # メインスレッドで表示
hello             #       〃
hello             #       〃

2つの子スレッドからQueue経由で受け取った"hello(*)"をメインスレッドで10回表示する例

t3.rb

q = Queue.new
m = Mutex.new              # Mutex で Queue を排他ロックする
class << m
  alias call synchronize   # ロックは synchronize でかけるが 
end                        # 名前が長いのでここでは call に alias した

th1 = Thread.new { loop { m.() { q << "hello(1)" } ; sleep 1 } }
th2 = Thread.new { loop { m.() { q << "hello(2)" } ; sleep 3 } }

10.times { puts q.pop }

$ ruby t3.rb 
hello(1)       # メインスレッドで表示 (以下、同じ)
hello(2)       
hello(1)
hello(1)
hello(2)
hello(1)
hello(1)
hello(1)
hello(2)
hello(1)

timeout

標準添付ライブラリの timeout はスレッドで実装されています。
以下は、TCP接続のタイムアウトを検出する例です。

t4.rb

require 'socket'
require 'resolv-replace'   # この require により、Ruby が割り込みを行えるように
                           # DNS名前解決に resolv ライブラリを使うようにする
require 'timeout'

begin
  sock = timeout(10) { TCPSocket.open 'localhost', 80 }
rescue TimeoutError => e    # タイムアウトした場合 TimeoutError 例外があがる
  $stderr.puts e
end

p sock

socket ライブラリは DNS 名前解決に C 言語実装のリゾルバを使用しています。
C 言語実装のリゾルバでは、Ruby がスレッド割り込みできません。
require 'resolv-replace' することで、C 言語実装のリゾルバの代わりに Ruby の resolv ライブラリを使用します。
そのことで Ruby がスレッド割り込みを行えるようにしています。

library resolv-replace (Ruby 2.1.0 リファレンスマニュアル)

上の例を簡易に書いた場合

t4a.rb

require 'socket'
require 'resolv-replace'
require 'timeout'
                   # タイムアウトも含めコネクトできない場合はすべて sock を nil にする
sock = timeout(10) { TCPSocket.open 'localhost', 80 } rescue nil

p sock

Fiber

"hello"を2回表示するファイバ(コルーチン)を3回繰り返し呼び出す例

t5.rb

require 'fiber'    # Fiber#transfer 等を使用する場合に require が必要。
                   # この例では、この require はなくてよい

f = Fiber.new do
  loop do
    2.times { puts "hello" ; sleep 1 }

    puts "--> main" ; Fiber.yield        # Fiber.#yield で元のファイバにコンテキストを戻す
  end
end

3.times { puts "--> child" ; f.resume }  # resume メソッドでファイバにコンテキストを切り替え

$ ruby t5.rb 
--> child
hello
hello
--> main
--> child
hello
hello
--> main
--> child
hello
hello
--> main

おわりに

本稿内容の動作確認は以下の環境で行っています。

Ruby 2.1.5 p273

Ruby: Thread と Fiber

Thread

timeout

Fiber

おわりに