Как в Ruby реализована вытесняющая многозадачность?

В "чистом" Ruby (рунтаймы MRI, JRuby, TruffleRuby) нет истинной вытесняющей многозадачности для параллельного выполнения кода в одном процессе из-за Global Interpreter Lock (GIL). GIL позволяет только одному треду выполнять Ruby-код в любой момент времени.

Однако, вытесняющая многозадачность в Ruby присутствует на уровне ввода-вывода. Когда тред выполняет блокирующий ввод-вывод (например, чтение файла, сетевой запрос), GIL освобождается, позволяя другому треду выполнять Ruby-код. Это позволяет достичь параллелизма для операций ввода-вывода, но не для CPU-bound задач.

Существуют альтернативные реализации Ruby (например, Rubinius), которые пытались реализовать истинную многозадачность без GIL, но они не получили такого широкого распространения, как MRI.

Для параллельного выполнения CPU-bound задач в Ruby обычно используются:

• Процессы (fork): Каждый процесс имеет свой GIL, что позволяет выполнять Ruby-код параллельно. Обмен данными между процессами требует явных механизмов (IPC).
• Внешние библиотеки и расширения C: Операции, реализованные на языке C, могут выполняться вне контроля GIL, обеспечивая параллельное выполнение.

В Ruby 3.0 был введен Fibers Scheduler, который позволяет асинхронно выполнять операции ввода-вывода, используя файтеры (fibers) и неблокирующие вызовы. Это улучшает производительность для I/O-bound задач, но не делает CPU-bound задачи истинно параллельными в одном процессе.

# Пример использования тредов в MRI для I/O-bound задачи
require 'net/http'
require 'uri'

urls = %w[http://example.com http://ruby-lang.org]
threads = urls.map do |url|
  Thread.new do
    uri = URI.parse(url)
    response = Net::HTTP.get_response(uri)
    puts "Downloaded #{url} (Status: #{response.code})"
  end
end

threads.each(&:join)

Таким образом, хотя Ruby имеет средства для работы с тредами, истинная вытесняющая многозадачность для CPU-связанных задач в основном достигается за счет использования нескольких процессов или специфических реализаций Ruby без GIL.