克雷西 發(fā)自 凹非寺
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30周年之際，Ruby語言帶著全新的4.0版本，給開發(fā)者送上了年終大禮。

增隔離命名空間新的JIT編譯器，還有重設(shè)計(jì)的Ractor API，這款開源語言迎來一系列更新。

Ruby是一種開源的面向?qū)ο竽_本語言，在20世紀(jì)90年代由日本人松本行弘開發(fā)，遵守GPL協(xié)議和Ruby License。

其主要特性就是簡單快捷，變量沒有類型、任何東西都有值，不需要注釋就可以讀懂。

對于這次更新，網(wǎng)友們給予了高度評價(jià)，表示要是沒有Ruby更新，連圣誕節(jié)都不完整了。

那么，30歲的Ruby，這次都迎來了哪些更新呢？

全新編譯器ZJIT

Ruby 4.0中，Rails at Scale團(tuán)隊(duì)正式推出了名為ZJIT的全新即時編譯器（Just-In-Time Compiler）。

這是一種一種傳統(tǒng)的方法級編譯器，核心架構(gòu)采用了靜態(tài)單賦值（SSA，Static Single Assignment）形式的中間表示，旨在突破現(xiàn)有YJIT編譯器的性能上限。

傳統(tǒng)的Ruby解釋器是逐行執(zhí)行代碼，效率較低，而JIT編譯器則是將熱點(diǎn)代碼轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼。

其中，YJIT的設(shè)計(jì)理念聚焦于局部，它將編譯視域限制在微小的基本塊（Basic Block）中。

這種策略雖然能快速生成機(jī)器碼并降低內(nèi)存占用，但由于缺乏對代碼整體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，難以進(jìn)行跨越整個方法的全局優(yōu)化。

相對而言，ZJIT引入了SSA中間表示技術(shù)。在這種架構(gòu)下，編譯器會分析完整的方法體并構(gòu)建全局?jǐn)?shù)據(jù)流圖，確保每個變量在邏輯上僅被賦值一次。

這種全局分析能力賦予了ZJIT執(zhí)行常量折疊（在編譯期直接計(jì)算固定結(jié)果）和死代碼消除（移除無效計(jì)算步驟）等深度優(yōu)化的潛力，這些都是YJIT受限于架構(gòu)而難以高效實(shí)現(xiàn)的。

在處理Ruby的動態(tài)類型特性時，兩者也采用了截然不同的路徑。

YJIT傾向于通過版本化機(jī)制保留多條代碼路徑以適應(yīng)不同的變量類型。

ZJIT則采用了側(cè)向退出（Side-exits）機(jī)制。

它會基于當(dāng)前類型穩(wěn)定的假設(shè)生成單一且激進(jìn)優(yōu)化的機(jī)器碼，一旦運(yùn)行時檢測到變量類型不再符合預(yù)期（例如整數(shù)變?yōu)樽址?，程序會立即觸發(fā)側(cè)向退出，終止當(dāng)前優(yōu)化代碼的執(zhí)行并安全回退到解釋器。

這種機(jī)制允許編譯器在假設(shè)成立的前提下剝離大量冗余檢查。

盡管ZJIT目前的綜合性能尚未完全超越成熟的YJIT，但其基于SSA的嚴(yán)謹(jǐn)架構(gòu)可以突破局部優(yōu)化帶來的瓶頸，為Ruby在未來實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的代碼分析和更高的峰值性能奠定了基礎(chǔ)。

隔離命名空間Ruby::Box

Ruby::Box是一個專門用于隔離代碼執(zhí)行環(huán)境的容器類，目的是解決長期困擾Ruby開發(fā)者的“全局污染”問題，并為構(gòu)建更安全、模塊化的應(yīng)用提供原生支持。

這涉及到Ruby的一個核心特性——開放類（Open Class）。

在傳統(tǒng)的Ruby環(huán)境中，任何代碼都可以隨時修改系統(tǒng)內(nèi)置的類（例如給String類添加新方法），這種行為被稱為“猴子補(bǔ)丁”（Monkey Patching）。

雖然這種特性賦予了語言極大的靈活性，但在大型項(xiàng)目中，如果不同的第三方庫同時修改了同一個類，就會引發(fā)嚴(yán)重的命名沖突。

Ruby::Box通過徹底的命名空間隔離（Namespace Isolation）解決了這一難題。

當(dāng)代碼在某個Box中運(yùn)行時，它對內(nèi)置類的修改、定義的全局變量或頂層常量，都被嚴(yán)格限制在當(dāng)前Box的內(nèi)部作用域中，完全不會“泄漏”到外部環(huán)境或其他Box中。

從架構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來看，Ruby::Box被定義為Module的子類，這意味著它本質(zhì)上也是一種模塊。

在Ruby4.0的運(yùn)行模型中，所有的用戶主程序默認(rèn)運(yùn)行在名為“main”的Box中。而當(dāng)開發(fā)者通過Ruby::Box.new創(chuàng)建新的隔離環(huán)境時，系統(tǒng)會基于包含最原始、純凈Ruby環(huán)境的“root”Box進(jìn)行復(fù)制。

為了確保高性能，這一過程采用了寫時復(fù)制（Copy-on-Write）技術(shù)，這使得創(chuàng)建新Box的內(nèi)存開銷極低，同時保證了各個環(huán)境之間的獨(dú)立性。

此外，Ruby::Box還提供了文件級的作用域控制能力。通常情況下，一個.rb文件的加載和執(zhí)行可以被限定在一個單一的Box中，這意味著該文件內(nèi)的所有方法定義和常量解析都在該Box的上下文中完成。

這對于開發(fā)插件系統(tǒng)、多租戶應(yīng)用或者需要運(yùn)行不可信代碼（沙箱環(huán)境）的場景具有革命性意義。它允許開發(fā)者在保留Ruby動態(tài)特性的前提下，構(gòu)建出更加健壯、安全且易于維護(hù)的系統(tǒng)架構(gòu)。

重設(shè)計(jì)的Ractor API

在Ruby4.0的更新中，為了解決Ruby3.x時代Ractor通信中存在的“多路通信混亂”和“消息竊取”等諸多痛點(diǎn)，Ractor API也迎來了一次重大的重構(gòu)。

其核心在于引入了Ractor::Port機(jī)制，讓并行編程變得更加直觀和安全。

在早期版本中，Ractor主要依賴“推”（Push）和“拉”（Pull）兩種模式。當(dāng)多個Ractor向同一個目標(biāo)發(fā)送消息時，接收方往往難以分辨消息的來源，就像所有信件都被塞進(jìn)了一個沒有標(biāo)簽的公共郵箱。

而在新版設(shè)計(jì)中，Ractor::Port充當(dāng)了專用信道的角色，任何人都可以向這個端口發(fā)送消息，但只有端口的創(chuàng)建者才有權(quán)從里面取出消息。這種“多對一”的單向通道設(shè)計(jì)，完美契合了Actor模型的語義。

具體的改進(jìn)主要體現(xiàn)在三個方面：

首先是消息的定向投遞與安全性。通過Ractor::Port，消息不再是廣播式的混亂投遞，而是精準(zhǔn)地發(fā)送到指定的端口。這徹底杜絕了“消息竊取”現(xiàn)象，即A模塊發(fā)送的消息意外被B模塊的接收函數(shù)截獲。

其次是摒棄了復(fù)雜的同步原語。新版本廢棄了Ractor.yield和Ractor#take等容易引發(fā)死鎖和競爭條件的舊方法，轉(zhuǎn)而使用更清晰的Ractor#send配合端口機(jī)制。

同時，為了處理Ractor的生命周期，引入了與線程類似的Ractor#join（等待結(jié)束）和Ractor#value（獲取返回值）方法。

特別是Ractor#value，它設(shè)計(jì)為只能被一個Ractor調(diào)用一次，這種限制允許系統(tǒng)在不復(fù)制對象的情況下安全地傳遞返回值，極大地提升了效率。

最后是高效的多路復(fù)用。新的Ractor.select方法經(jīng)過重寫，現(xiàn)在支持同時監(jiān)聽多個Ractor::Port。

當(dāng)任何一個端口收到消息時，select會立即返回該端口和對應(yīng)的消息。這比傳統(tǒng)的輪詢機(jī)制要高效得多，并且解決了過去在復(fù)雜并發(fā)場景下難以協(xié)調(diào)多個數(shù)據(jù)源的問題。

總的來說，Ractor::Port的引入通過更輕量級的實(shí)現(xiàn)和更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐ㄐ牌跫s，為Ruby開發(fā)者提供了一套既符合直覺又具備高性能的并發(fā)工具箱。

其他更新

除了上面三個比較大的方面，這次Ruby 4.0還有一系列其他更新：

• 語法更符合直覺：邏輯運(yùn)算符現(xiàn)在可以寫在換行后的行首，不再強(qiáng)制要求放在上一行行末；
• 核心庫“轉(zhuǎn)正”：Set和Pathname從標(biāo)準(zhǔn)庫升級為核心庫，開發(fā)者無需再手動編寫require語句；
• 調(diào)試體驗(yàn)升級：當(dāng)發(fā)生參數(shù)傳遞錯誤時，ErrorHighlight功能現(xiàn)在不僅會高亮顯示“調(diào)用出錯”的代碼行，還會同時顯示“方法定義”的代碼行，方便開發(fā)者快速對照排查；
• 緊跟Unicode標(biāo)準(zhǔn)：完整支持Unicode17.0標(biāo)準(zhǔn)，能原生識別和處理最新的Emoji17.0表情符號；
• 更嚴(yán)格的空值檢查：為了防止空值意外轉(zhuǎn)換成空數(shù)組從而掩蓋代碼邏輯中的Bug，nil對象不再響應(yīng)to_a方法；
• 性能底層優(yōu)化：Class.new（創(chuàng)建新類）的速度在所有場景下都得到了顯著提升；垃圾回收機(jī)制（GC）現(xiàn)在能獨(dú)立管理不同大小的內(nèi)存池，有效降低了內(nèi)存占用；
• 更靈活的數(shù)組查詢：Array類新增了rfind方法，可以高效地從數(shù)組末尾開始向前查找符合條件的元素；
• 自定義對象展示：Kernel#inspect方法新增了定制功能，開發(fā)者可以通過定義instance_variables_to_inspect來決定在打印對象調(diào)試信息時顯示哪些變量，避免輸出過多無關(guān)信息。

那么，你覺得更新后的Ruby，有沒有更好用呢？

[1]https://www.ruby-lang.org/en/news/2025/12/25/ruby-4-0-0-released/
[2]https://docs.ruby-lang.org/en/master/Ruby/Box.html
[3]https://railsatscale.com/2025-12-24-launch-zjit/
[4]https://dev.to/ko1/ractorport-revamping-the-ractor-api-98