Rubinius — niby MRI, ale zupełnie inaczej

Slides from a presentation delivered on 15.01.2013 at the Warsaw Ruby Users Group meetup.

http://wrug.eu/2013/01/09/spotkanie-styczniowe/

Transcript

1. Nazywam się Jan Stępień, a ta prezentacja nosi tytuł
   Rubinius
   czyli niby MRI, ale zupełnie inaczej
   

   View Slide

2. $ rbx
   irb(main):001:0> RUBY_VERSION
   => ”1.8.7”
   

   View Slide

3. $ rbx -X19
   irb(main):001:0> RUBY_VERSION
   => ”1.9.3”
   

   View Slide

4. Spis treści
   1. Filozofia
   2. Kompilacja JIT
   3. Odśmiecanie pamięci
   4. Wielowątkowość
   5. Co z tego wynika
   

   View Slide

5. Filozofia
   

   View Slide

6. MRI
   Język kluczowy to C
   

   View Slide

7. Announcing RuDy: write Ruby native extensions in D
   programming language – Tomasz Stachewicz, EuRuKo 2009
   

   View Slide

8. Profiling Ruby – Piotr Szotkowski, EuRuKo 2010
   

   View Slide

9. Kod działa za
   wolno
   ⇒ Przepisz to w C,
   C++, D itp.
   

   View Slide

10. Rubinius
    Język kluczowy to Ruby
    

    View Slide

11. Array#insert w MRI i Rubinius
    static VALUE rb_ary_insert(int argc,
    VALUE *argv, VALUE ary)
    {
    long pos;
    if (argc < 1) {
    rb_raise(rb_eArgError,
    ”wrong number of arguments”);
    }
    rb_ary_modify_check(ary);
    if (argc == 1) return ary;
    pos = NUM2LONG(argv[0]);
    if (pos == -1) {
    pos = RARRAY_LEN(ary);
    }
    if (pos < 0) {
    pos++;
    }
    rb_ary_splice(ary, pos, 0,
    rb_ary_new4(argc - 1, argv + 1));
    return ary;
    }
    class Array
    def insert(idx, *items)
    Rubinius.check_frozen
    return self if items.length == 0
    idx = Rubinius::Type.coerce_to idx,
    Fixnum, :to_int
    idx += (@total + 1) if idx < 0
    if idx < 0
    raise IndexError,
    ”#{idx} out of bounds”
    end
    self[idx, 0] = items
    self
    end
    end
    (przeredegowano i usunięto to i owo w celu poprawy czytelności)
    

    View Slide

12. Kod działa za
    wolno
    ⇒ Popraw maszynę
    wirtualną
    

    View Slide

13. Kompilacja JIT
    

    View Slide

14. Just-in-time compilation
    Kompilacja w ostatniej chwili
    

    View Slide

15. Kompilacja wedle MRI
    require ’sinatra’
    get ’/ping’ do
    content_type ’text/pong’
    ’pong’
    end
    →
    call
    self :get
    '/ping'
    :args →
    putself
    putstring ”sinatra”
    send :require, 1, nil, 8
    pop
    trace
    putself
    putstring ”/ping”
    send :get, 1, , 8
    

    View Slide

16. Kompilacja wedle Rubinius
    . . . →
    putself
    putstring ”sinatra”
    send :require, 1, nil, 8
    pop
    trace
    putself
    putstring ”/ping”
    send :get, 1, , 8
    →
    xor eax, eax
    test rax, rax
    je 0xf01dab1e
    pop rbp
    mov edi, 0x600d80
    jmp rax
    nop dword ptr [rax+0x0]
    mov eax, 0x600d80
    

    View Slide

17. Kompilacja wedle Rubinius
    ...co można podsumować następująco:
    

    View Slide

18. Kompilacja wedle Rubinius
    require ’sinatra’
    get ’/ping’ do
    content_type ’text/pong’
    ’pong’
    end
    →
    xor eax, eax
    test rax, rax
    je 0xf01dab1e
    pop rbp
    mov edi, 0x600d80
    jmp rax
    nop dword ptr [rax+0x0]
    mov eax, 0x600d80
    LLVM
    

    View Slide

19. Making Ruby Fast: e Rubinius JIT – Evan Phoenix
    https://blog.engineyard.com/2010/making-ruby-fast-the-rubinius-jit/
    

    View Slide

20. Odśmiecanie pamięci
    

    View Slide

21. Zarządzanie pamięcią w MRI
    Alokacja
    ▶ Pula pamięci podzielona na bloki
    ▶ Lista nieużywanych kawałków
    Zwalnianie
    1. Zatrzymaj działanie maszyny
    2. Zaznacz używane obiekty
    3. Usuń niezaznaczone
    

    View Slide

22. MRI spędza 20% czasu na
    odśmiecaniu pamięci
    

    View Slide

23. 20%
    

    View Slide

24. 20%
    

    View Slide

25. Garbage Collection and the Ruby Heap – Joe Damato,
    RailsConf 2010
    

    View Slide

26. Spostrzeżenie
    Większość obiektów żyje bardzo krótko
    

    View Slide

27. Żłobek → Młodzież → Starszyzna
    Kontener na większe obiekty
    

    View Slide

28. 5 ings You’ll Love About Rubinius – Brian Ford
    https://blog.engineyard.com/2009/5-things-youll-love-about-rubinius/
    Garbage Collector – Dirkjan Bussink
    https://github.com/rubinius/rubinius/blob/master/web/doc/en/memory-
    system/garbage-collector.markdown
    

    View Slide

29. Wielowątkowość
    

    View Slide

30. Współbieżność
    vs.
    Równoległośc
    

    View Slide

31. Współbieżność
    (ang. concurrency)
    wątek β
    wątek α
    czas
    

    View Slide

32. Równoległość
    (ang. parallelism)
    wątek β
    wątek α
    czas
    

    View Slide

33. threads = [1, 2].map do |x|
    Thread.new do
    100_000_000.times { x = -x }
    end
    end
    threads.map &:join
    

    View Slide

34. $ time ruby wątki.rb
    30.73user 0.03system 0:31.45elapsed 97%CPU
    (0avgtext+0avgdata 5032maxresident)k
    2032inputs+0outputs (1major+1354minor)pagefaults 0swaps
    $ time rbx wątki.rb
    20.53user 0.04system 0:10.92elapsed 188%CPU
    (0avgtext+0avgdata 34280maxresident)k
    0inputs+0outputs (0major+9166minor)pagefaults 0swaps
    

    View Slide

35. mri 31,5 s 5 MB 97%
    rbx 10,9 s 34 MB 188%
    

    View Slide

36. Co z tego wynika
    

    View Slide

37. Garść testów
    Życiowe
    ▶ rails — 1 000 zapytań do prostej aplikacji Rails 3.2
    ▶ sinatra — 10 000 zapytań do jeszcze prostszej
    aplikacji w Sinatrze
    Nieżyciowe
    ▶ macierze — mnożenie macierzy (źródło:
    The Computer Language Benchmarks Game)
    ▶ wątki — to samo co kilka slajdów temu
    

    View Slide

38. 0 10 20 30 40 50
    rails sinatra wątki
    macierze
    rbx
    mri
    Czas wykonania [s]
    Rubinius: commit fd80bd skompilowany GCC 4.7.2. MRI: pakiet Arch Linux x86-64 w wersji 1.9.3_p362-1.
    

    View Slide

39. Rubinius - Use Ruby – Karol Hosiawa, KRUG 11.2011
    http://hosiawak.github.com/rubinius_presentation/
    

    View Slide

40. jan@stepien.cc
    http://stepien.cc/~jan
    @janstepien
    Serdecznie
    dziękuję
    

    View Slide

41. Uzupełnienia po prezentacji
    Niniejszy slajd ma na celu uzupełnienie prezentacji przedstawionej na
    spotkaniu Warsaw Ruby Users Group w dniu 15.01.2013.
    W przeprowadzonym przeze mnie eksperymencie, w którym MRI zużywał
    na odśmiecanie pamięci 20% czasu procesora, w wypadku Rubinius czas
    spędzony w GC stanowił 5% łącznego czasu wykonania.
    Przed każdym spośród wykonanych testów dokonano uruchomienia,
    którego wyniki były odrzucane, aby pozwolić systemowi operacyjnemu
    na umieszczenie niezbędnych plików w pamięci podręcznej. Testy Ruby
    on Rails i Sinatra były prowadzone przy pomocy serwera in 1.5.0. Ze
    względu na fakt, że in korzysta z rozszerzeń napisanych w C, warto
    dokonać powtórnych testów na innych serwerach, np. (sic!) WEBrick. Czas
    odpowiedzi na zapytania HTTP mierzono przy pomocy ApacheBench 2.3.
    W wypadku obu maszyn wirtualnych testy poprzedzone były zadaniem
    tysiąca niemierzonych zapytań HTTP. Miało to na celu umożliwienie
    Rubinius rozpoczęcia kompilacji JIT przed właściwymi testami.
    Kod testów można uzyskać pod adresem
    https://bitbucket.org/jstepien/wrug-2013-01-15
    

    View Slide

42. Prezentację przygotowano przy pomocy pakietu L
    A
    TEX.
    © 2013 Jan Stępień. Część praw zastrzeżono.
    

    View Slide