Что такое Fiber в Ruby?

Fiber в Ruby — это легковесный поток выполнения (coroutine), который позволяет создавать несколько параллельных потоков выполнения внутри одного процесса / треда операционной системы. Это позволяет управлять порядком выполнения кода, переключаясь между Fiber'ами без вовлечения планировщика ОС.

Основные характеристики Fiber:

• Cooperative Scheduling: Fiber'ы не вытесняются ядром ОС. Переключение между ними происходит явным образом с помощью методов resume и yield.
• Single Thread: Все Fiber'ы в одном треде выполняются последовательно, но переключение между ними создает иллюзию параллельности для кода внутри треда.
• State Preservation: Fiber запоминает свое состояние (локальные переменные, точку выполнения) при вызове yield и возобновляет его при вызове resume.

Применение Fiber:

• Реализация асинхронного кода: Моделирование неблокирующих операций без использования callback'ов или сложных конструкций.
• Итераторы и генераторы: Создание сложных итераторов, которые генерируют значения по требованию.
• Обработка конечных автоматов: Моделирование состояний и переходов в явном виде.

Пример использования:

# Создание Fiber
fiber = Fiber.new do
  puts "Привет из Fiber 1"
  value1 = Fiber.yield(1) # Приостановка выполнения, возврат 1
  puts "Получено Fiber 1: #{value1}"

  puts "Привет из Fiber 2"
  value2 = Fiber.yield(2) # Приостановка выполнения, возврат 2
  puts "Получено Fiber 2: #{value2}"

  puts "Привет из Fiber 3"
  3 # Завершение Fiber, возврат 3
end

puts "Main: Перед первым resume"
result1 = fiber.resume # Возобновление выполнения Fiber
puts "Main: Получено из Fiber: #{result1}"

puts "Main: Перед вторым resume"
result2 = fiber.resume("из Main 1") # Возобновление выполнения и передача значения
puts "Main: Получено из Fiber: #{result2}"

puts "Main: Перед третьим resume"
result3 = fiber.resume("из Main 2") # Возобновление выполнения и передача значения
puts "Main: Получено из Fiber: #{result3}"

Основные методы:

• Fiber.new { ... }: Создает новый Fiber. Блок кода выполняется при первом вызове resume.
• fiber.resume(*args): Возобновляет выполнение Fiber. Аргументы, переданные в resume, становятся возвращаемым значением Fiber.yield или аргументами запускающего блока.
• Fiber.yield(*args): Приостанавливает выполнение текущего Fiber'а и возвращает управление коду, который его запустил (resume). Аргументы, переданные в yield, становятся возвращаемым значением resume.
• Fiber.current: Возвращает текущий Fiber.

Разница между Fiber и Thread:

Fiber'ы предоставляют более низкоуровневый механизм управления выполнением по сравнению с Thread, требуя явного управления переключениями.