понедельник, 21 декабря 2009 г.

Настоящие джедаи не используют threads

Поскольку термин потоки (threads) очень многогранный, сразу скажу, что под этим термином в этой заметке подразумевается лишь пользовательские потоки операционной системы и Perl потоки, и никаким образом не ядерные потоки, имеющие другую суть.

Еще на заре истории старые мастера предупреждали, что потоки, разделяемые данные, блокировки и семафоры - это не хорошо, излишне и путано. Достаточно процессов и мультиплексирования. Но не послушали их, и были созданы пользовательские потоки, внеся в этот мир сумятицу и сложность. Да и как создали? Эх...

В Linux пошли по самому легкому пути: по сути потоки являются немного облегченными процессами. Горячие головы пытались исправить это, но увидели мытарства разработчиков Solaris остудили свой пыл. И только в Windows-NT один из старых мастеров-ренегатов создал нормальные потоки. Но это была медвежья услуга - мир захотел потоков еще больше.

Даже в лагере BSD начались волнения. Потоки во FreeBSD были, но о них ядро ничего не знало со всеми вытекающими последствиями. Поэтому в основном использовали реализацию Linux потоков. Но лучшая реализация Windows потоков не давала покоя и разработчики решили, что смогут сделать то, что не удалось сделать в Solaris. Так появилась FreeBSD 5 с KSE. Потом выпустили FreeBSD 6, затем 7 и вот недавно - 8, в которой от KSE не осталось ни следа, а потоки во FreeBSD стали иметь модель как у Windows и Solaris: 1 к 1.

Но не все так мрачно. Еще по времена FreeBSD 4, один из джедаев, помня советы старых мастеров, сделал форк FreeBSD и назвал его DragonFlyBSD. Одной из целей этого проекта стала очистка от блокировок и всего, что мешает масштабированию системы. Вместо блокировок - сообщения.

И в мире повыше, чем системное программирование, есть островки надежды. Например Erlang, с концепцией легковесных процессов, общающихся посредством сообщений. Также интересен Mozart-OZ. Да и функциональные языки хорошо распараллеливаются. Эти подходы позволяют скрыть от простого программиста "сложность" мультиплексирования и межпроцессорного взаимодействия не внося при этом недостатки, свойственные потокам. А настоящие джедаи понимают, что эта сложность лишь иллюзия.

Что касается Perl, то он у меня до сих пор собран без поддержки потоков.
Ой, как в этой заметки оказался Perl? Просто эта заметка является исповедью: мне пришлось написать многопоточное приложение на Perl.
Но перед советом джедаев у меня есть два оправдания: мультиплексирующая и многопроцессная версии этого приложения!

В многопроцессной версии взаимодействие между процессами реализовано посредством сообщений. Такая архитектура позволила многопроцессной версии быть более производительной, чем многопоточная, использующей разделяемые переменные и блокировки. Многопроцессная версия также оказалась чуть проще - не приходилось заботиться о минимизации времени блокировок. Не было нужды также держать перед глазами лист бумаги с порядком блокировок в каждом из потоков, чтобы ненароком не создать патовую ситуацию.

Все таки был прав батюшка из фильма "Королева бензоколонки", сказав: "к полумерам не привык", либо процессы, либо мультиплексирование (ситуацию с Windows не рассматриваем).

P.S.
Перечитал - сплошной вихрь эмоций, а не заметка.

P.P.S.
Радует то, что разработчика Perl уже давно трезво смотрят на потоки. Для эмуляции системного вызова fork под Windows и для использования mod_perl2 с Apache2 в многопоточном режиме они реализовали многопоточность на основе копий интерпретатора Perl, а предыдущей модели Perl потоков забыли как о страшном сне.

Разработчики же других динамических языков все еще находятся в эйфории от потоков, благо их языки намного проще. Например, вчера случайно попал на совещание питоноводов, на котором обсуждались вопрос частого падения их проекта при высокой нагрузке, а также вопрос, почему часто вместо ожидаемых данных возвращается другая информация, как будто от другого запроса. Услышав это, зная как реализованы потоки в питоне, порекомендовал использовать Apache2 в многопроцессном режиме работы. Система стала работать стабильно и корректно.

5 комментариев:

perl комментирует...

Правильнее, наверное, "многопроцессную версию", а не "многопроцессорную"?

Nick комментирует...

Да, Вы правы.
Что-то тянет делать такие описки. :-)

zloyrusskiy комментирует...

Честно говоря, я не вижу особых минусов в разумном использовании потоков, т.е. не вижу причин почему так надо шашкой рубить "или всё или ничего".

Nick комментирует...

Просто потоки - нечто среднее с преимуществами и недостатками обоих сторон. Но, как по мне, то недостатков больше, чем преимуществ.

zukoff комментирует...

Coro - the perl's only threads