Опубликовал naruse 25-12-2020
Перевел: nakilon
Мы рады объявить о выходе Ruby 3.0.0. С 2015 мы упорно работали над Ruby 3, чья цель есть производительность, параллелизм и типизация. Matz особенно подчеркнул производительность: “Ruby3 будет в 3 раза быстрее Ruby2” a.k.a. Ruby 3x3.
С помощью бенчмарка Optcarrot, который замеряет скорость одного потока на примере эмуляции NES игры, мы достигли трехкратного ускорения производительности по сравнению с Ruby 2.0!
Ruby 3.0.0 включает в себя следующие цели
- Производительность
- MJIT
- Параллелизм
- Рактор
- Планировщик нитей
- Типизация (Статический анализ)
- RBS
- TypeProf
С вышеуказанными улучшениями производительности Ruby 3.0 также привносит несколько новых фич, которые будут описаны ниже.
Производительность
Когда я впервые объявил о “Ruby3x3” в слайдах на конференции, многие члены команды подумали: “что за бахвальство?”. На самом деле мне тогда тоже так показалось. Но мы сделали это. Для меня честь видеть, что команда действительно смогла сделать Ruby3.0 в три раза быстрее Ruby2.0 (в некоторых бенчмарках). – Matz
MJIT
Многие улучшения были реализованы в MJIT. См. NEWS.
В Ruby версии 3.0 подразумевается, что JIT улучшит производительность в некоторых задачах, таких как игры (Optcarrot), ИИ (Rubykon) или любое другое приложение, которое тратит большую часть времени вызывая одни и те же методы много раз.
Не смотря на то, что Ruby 3.0 значительно уменьшил размер JIT кода, он все еще не готов к оптимизации таких задач, как Rails, где так много методов, что происходит промах в i-cache, особенно при JIT. Следите за новостями о дальнейших улучшениях в Ruby 3.1 на этот счет.
Параллелизм
Сегодня мы живем в мире многоядерности. Параллелизм очень важен. Ractor и Async Fiber сделают Ruby по-настоящему языком параллельного программирования. — Matz
Рактор (экспериментально)
Рактор – это абстракция параллельных вычислений, подобная модели акторов, предназначенная обеспечить параллельное выполнение без лишних хлопот о потоковой безопасности.
Вы можете создать несколько ракторов и запустить их параллельно. Рактор обеспечивает потоковую безопасность параллельных вычислений тем, что не может иметь общих объектов с другими ракторами в обычном понимании. Коммуникация между ракторами обеспечивается передачей сообщений.
Рактор синтаксически ограничивает возможность совместного использования объектов (в случае одного Рактора разницы не будет).
Спецификация и реализация еще не окончательны и могут быть изменены в будущем, поэтому эта фича отмечена как экспериментальная и выдает предупреждение “experimental feature” при первом вызове Ractor.new.
Ниже небольшая программа, вычисляющая n.prime? (n – относительно большое целое число) параллельно двумя ракторами. На компьютере, поддерживающем параллельные вычисления, вы убедитесь, что программа выполняется примерно в 2 раза быстрее, чем последовательная.
def tarai(x, y, z) =
x <= y ? y : tarai(tarai(x-1, y, z),
tarai(y-1, z, x),
tarai(z-1, x, y))
require 'benchmark'
Benchmark.bm do |x|
# sequential version
x.report('seq'){ 4.times{ tarai(14, 7, 0) } }
# parallel version
x.report('par'){
4.times.map do
Ractor.new { tarai(14, 7, 0) }
end.each(&:take)
}
end
Benchmark result:
user system total real
seq 64.560736 0.001101 64.561837 ( 64.562194)
par 66.422010 0.015999 66.438009 ( 16.685797)
Результаты были получены на Ubuntu 20.04, Intel(R) Core(TM) i7-6700 (4 физических ядра, 8 логических ядер). Это показывает, что параллелизированная версия в 3.87 раза быстрее, чем последовательная.
См. doc/ractor.md.
Планировщик нитей
Fiber#scheduler предназначен для перехвата блокирующих операций. Это обеспечивает легковесный параллелизм без необходимости менять существующий код. Обзор того, как это работает, смотрите в видео “Don’t Wait For Me, Scalable Concurrency for Ruby 3”.
Классы/методы, поддерживаемые на данный момент:
Mutex#lock,Mutex#unlock,Mutex#sleepConditionVariable#waitQueue#pop,SizedQueue#pushThread#joinKernel#sleepProcess.waitIO#wait,IO#read,IO#writeи смежные (#wait_readable,#gets,#putsи пр.).IO#selectне поддерживается.
Этот пример выполнит несколько запросов HTTP параллельно:
require 'async'
require 'net/http'
require 'uri'
Async do
["ruby", "rails", "async"].each do |topic|
Async do
Net::HTTP.get(URI "https://www.google.com/search?q=#{topic}")
end
end
end
Он использует гем async который обеспечивает цикл событий. Этот цикл событий использует хуки Fiber#scheduler для того, чтобы сделать Net::HTTP неблокирующим. Другие гемы также могут использовать этот интерфейс для обеспечения неблокирующего выполнения кода на Ruby, и эти гемы могут быть совместимыми другими реализациями Ruby (например, JRuby, TruffleRuby), которые могут поддерживать такие же неблокирующие хуки.
Статический анализ
2010-е были эпохой статически типизированных языков программирования. Ruby смотрит в будущее статической типизации не через объявление типов, а через абстрактную интерпретацию. RBS и TypeProf – это первые шаги в будущее. Впереди еще много шагов. — Matz
RBS
RBS – это язык описания типов в программах на Ruby.
Тайп-чекеры, включая TypeProf и другие инструменты, поддерживающие RBS, будут понимать программы на Ruby намного лучше с определениями RBS.
Вы можете написать определения классам и модулям: методам, определенным в классе, переменным экземпляра и их типам, а также отношениям наследования/примесей.
RBS преследует цель поддержать наиболее часто встречающиеся паттерны программирования на Ruby и позволяет описывать сложные типы, такие как объединения, перегрузка методов и дженерики. Также поддерживается утиная типизация с интерфейсами.
Ruby 3.0 поставляется с гемом rbs, который позволяет парсить и обрабатывать определения типов, написанные на языке RBS.
Ниже небольшой пример RBS с определениями класса, модуля и константы.
module ChatApp
VERSION: String
class Channel
attr_reader name: String
attr_reader messages: Array[Message]
attr_reader users: Array[User | Bot] # `|` means union types, `User` or `Bot`.
def initialize: (String) -> void
def post: (String, from: User | Bot) -> Message # Method overloading is supported.
| (File, from: User | Bot) -> Message
end
end
См. README гема rbs.
TypeProf
TypeProf – это инструмент статического анализа, поставляемый вместе с пакетом Ruby.
На данный момент TypeProf как бы выполняет вывод типов.
Он читает обычный (без аннотаций типов) код на Ruby, анализирует, как методы объявлены и используются, и генерирует прототип аннотаций типов в формате RBS.
Вот небольшая демонстрация TypeProf.
Пример ввода:
# test.rb
class User
def initialize(name:, age:)
@name, @age = name, age
end
attr_reader :name, :age
end
User.new(name: "John", age: 20)
Пример вывода:
$ typeprof test.rb
# Classes
class User
attr_reader name : String
attr_reader age : Integer
def initialize : (name: String, age: Integer) -> [String, Integer]
end
Вы можете воспользоваться TypeProf сохранив ввод в файл test.rb, а затем выполнив команду typeprof test.rb.
Также вы можете попробовать TypeProf онлайн. (Там TypeProf запускается на сервере – приносим свои извинения, если он лежит!)
См. документацию по TypeProf и демо.
TypeProf – это еще пока только экспериментальная разработка; поддерживается лишь подмножество языка Ruby, и определение типов ограничено. Однако она быстро растет и улучшает покрытие фич языка, скорость анализа и удобство использования. Любая обратная связь крайне приветствуется.
Другие значимые новые фичи
-
Однострочный поиск по образцу изменил свой вид. (экспериментально)
-
добавлен
=>для правостороннего присваивания.0 => a p a #=> 0 {b: 0, c: 1} => {b:} p b #=> 0 -
inтеперь возвращаетtrueилиfalse.# version 3.0 0 in 1 #=> false # version 2.7 0 in 1 #=> raise NoMatchingPatternError
-
-
Поиск по образцу. (экспериментально)
case ["a", 1, "b", "c", 2, "d", "e", "f", 3] in [*pre, String => x, String => y, *post] p pre #=> ["a", 1] p x #=> "b" p y #=> "c" p post #=> [2, "d", "e", "f", 3] end -
Добавлена возможность объявления метода без end.
def square(x) = x * x -
Hash#exceptтеперь в stdlib.h = { a: 1, b: 2, c: 3 } p h.except(:a) #=> {:b=>2, :c=>3} -
Просмотр памяти добавлен как экспериментальная фича
- Это новое C-API для прямого обмена участками памяти, такими как числовой массив или битмап, между библиотеками нативных расширений. Библиотеки расширений также могут делиться метаданными об участках памяти, таких как форма, формат и пр. С помощью этих метаданных библиотеки расширений могут делиться даже многомерными массивами. Дизайн этой фичи был вдохновлен буферным протоколом Python.
Улучшения производительности
- Вставка длинного кода в IRB в 53 раза быстрее, чем в IRB от Ruby 2.7.0. Например, время, необходимое для вставки этого кода уменьшилось с 11.7 секунды до 0.22 секунды.
-
В IRB добавлена команда
measure. Она позволяет легко замерять время выполнения.irb(main):001:0> 3 => 3 irb(main):002:0> measure TIME is added. => nil irb(main):003:0> 3 processing time: 0.000058s => 3 irb(main):004:0> measure :off => nil irb(main):005:0> 3 => 3
Другие значимые отличия от 2.7
- Именованные параметры отделены от остальных.
- Код, который выдавал предупреждения в Ruby 2.7, работать больше не будет. См. новость.
-
Кстати, теперь можно брать только ведущие аргументы.
def method_missing(meth, ...) send(:"do_#{ meth }", ...) end
- Поиск по образцу (
case/in) – больше не экспериментальная фича. - Фича
$SAFEполностью выпилена; теперь это обычная глобальная переменная. - В Ruby 2.5 бектрейс был развернут, но это изменение откатили. Теперь он ведет себя как в Ruby 2.4; сначала идет сообщение об ошибке и номер строки, где возникло исключение, а затем следует стек вызовов.
- Обновлены некоторые стандартные библиотеки.
- RubyGems 3.2.3
- Bundler 2.2.3
- IRB 1.3.0
- Reline 0.2.0
- Psych 3.3.0
- JSON 2.5.1
- BigDecimal 3.0.0
- CSV 3.1.9
- Date 3.1.0
- Digest 3.0.0
- Fiddle 1.0.6
- StringIO 3.0.0
- StringScanner 3.0.0
- etc.
- Следующие библиотеки более не поставляются с языком.
Устанавливайте их соответствующими гемами.
- sdbm
- webrick
- net-telnet
- xmlrpc
- Следующие, поставляемые с языком, гемы больше не встроены в него.
- rexml
- rss
- Следующие файлы стандартной библиотеки переведены в разряд встроенных гемов и опубликованы на rubygems.org.
- English
- abbrev
- base64
- drb
- debug
- erb
- find
- net-ftp
- net-http
- net-imap
- net-protocol
- open-uri
- optparse
- pp
- prettyprint
- resolv-replace
- resolv
- rinda
- set
- securerandom
- shellwords
- tempfile
- tmpdir
- time
- tsort
- un
- weakref
- digest
- io-nonblock
- io-wait
- nkf
- pathname
- syslog
- win32ole
В ходе этого со времен версии 2.7.0 было изменено 4028 файлов, было сделано 200058 вставок(+), 154063 удалений(-)!
Ruby3.0 – это веха. Язык эволюционировал, сохранив совместимость. Но это еще не все. Ruby будет развиваться и станет еще лучше. Следите за новостями! — Matz
С Рождеством, с праздниками, и получайте удовольствие от программирования на Ruby 3.0!
Скачать
-
https://cache.ruby-lang.org/pub/ruby/3.0/ruby-3.0.0.tar.gz
SIZE: 19539509 SHA1: 233873708c1ce9fdc295e0ef1c25e64f9b98b062 SHA256: a13ed141a1c18eb967aac1e33f4d6ad5f21be1ac543c344e0d6feeee54af8e28 SHA512: e62f4f63dc12cff424e8a09adc06477e1fa1ee2a9b2b6e28ca22fd52a211e8b8891c0045d47935014a83f2df2d6fc7c8a4fd87f01e63c585afc5ef753e1dd1c1 -
https://cache.ruby-lang.org/pub/ruby/3.0/ruby-3.0.0.tar.xz
SIZE: 14374176 SHA1: c142899d70a1326c5a71311b17168f98c15e5d89 SHA256: 68bfaeef027b6ccd0032504a68ae69721a70e97d921ff328c0c8836c798f6cb1 SHA512: 2a23c2894e62e24bb20cec6b2a016b66d7df05083668726b6f70af8338211cfec417aa3624290d1f5ccd130f65ee7b52b5db7d428abc4a9460459c9a5dd1a450 -
https://cache.ruby-lang.org/pub/ruby/3.0/ruby-3.0.0.zip
SIZE: 23862057 SHA1: 2a9629102d71c7fe7f31a8c91f64e570a40d093c SHA256: a5e4fa7dc5434a7259e9a29527eeea2c99eeb5e82708f66bb07731233bc860f4 SHA512: e5bf742309d79f05ec1bd1861106f4b103e4819ca2b92a826423ff451465b49573a917cb893d43a98852435966323e2820a4b9f9377f36cf771b8c658f80fa5b
Что такое Ruby
Matz (Yukihiro Matsumoto) разработал первую версию Ruby в 1993, и на сегодня язык разрабатывается как Open Source. Он работает на множестве платформ и используется по всему миру, особенно в веб разработке.