多个线程调用同一个函数

假设我们有多个线程都调用同一个函数：

def foo 
  # do stuff ...
end

100.times do |i|
  Thread.new do
    foo
  end
end

如果当前有两个或多个线程foo，它们是否共享相同的局部变量foo?

这涉及到我的第二个问题。线程是否具有单独的堆栈帧，或者它们在单个进程内共享堆栈帧吗？具体来说，当多个线程各自调用foo和之前foo返回，是否有多个副本foo在堆栈上，每个变量都有自己的局部变量，或者只有一个副本foo在堆栈上？

是的，它们共享相同的变量。这是线程的关键元素，在只读上下文中很好，但是如果它们写入任何这些变量，则需要使用Mutex and synchronize线程，因此在任何给定时间只有一个可以更改变量。有时他们可能会调用间接更改数据的方法，因此在决定是否需要同步之前，您需要完全了解系统。

至于你的第二个问题，如果我明白你在问什么，他们有单独的堆栈框架，but它们仍然在内存中共享相同的数据。

在下面的示例中，澄清了局部变量zip is由多个线程共享，因为它是在当前作用域中定义的（线程不会更改作用域，它们只是在当前作用域中启动一个单独的并行执行线程）。

zip = 42

t = Thread.new do
  zip += 1
end

t.join

puts zip # => 43

这里的连接救了我，但显然，如果我将其保留在那里，那么线程中根本没有任何意义。如果我执行以下操作，将会很危险：

zip = 42

t = Thread.new do
  zip += 1
end

zip += 1

puts zip # => either 43 or 44, who knows?

那是因为你基本上有两个线程都试图修改zip同时。当您访问网络资源或增加数字等时，这一点变得很明显，如上所述。

然而，在下面的示例中，局部变量zip是在一个全新的作用域内创建的，因此两个线程实际上并没有同时写入同一个变量：

def foo
  zip = 42
  zip += 1 # => 43, in both threads
end

Thread.new do
  foo
end

foo

有两个并行堆栈被管理，每个堆栈内部都有自己的局部变量foo method.

然而，下面的代码是危险的：

@zip = 42 # somewhere else

def foo
  @zip += 1
end

Thread.new do
  foo
end

foo

puts @zip # => either 43 or 44, who knows?

这是因为实例变量@zip可以在范围之外访问foo函数，因此两个线程可能同时访问它。

通过在更改变量的代码部分周围仔细放置互斥体（锁），可以解决“两个线程同时更改相同数据”的问题。互斥体must被创造before创建线程，因为在互斥体的情况下，两个线程访问同一个互斥体（根据设计）至关重要，以便知道它是否被锁定。

# somewhere else...
@mutex = Mutex.new
@zip   = 42

def foo
  @mutex.synchronize do
    @foo += 1
  end
end

Thread.new do
  foo
end

foo

puts @zip # => 44, for sure!

如果当执行流程达到Mutex#synchronize行，它尝试锁定互斥锁。如果成功，则进入该块并继续执行。一旦块完成，互斥体将再次解锁。如果互斥量已经被锁定，则线程会等待，直到它再次空闲......实际上，它就像一扇每次只有一个人可以穿过的门。

我希望这能解决问题。