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RubyからRustを呼び出す

May 24, 2017

最近趣味で Rust を勉強しています。

まだ公式サイトを読んだり写経してる程度ですが、並列処理の性能は期待できますね。

今回は他言語(Ruby)から Rust を呼び出して、並列性能の恩恵に与るというのをやってみます。

Rust の公式サイトの 3.3 節の内容になります。

Rust Inside Other Languages

1. 問題

次のようなプログラムを書いてみます。

10スレッドでそれぞれ1から5,000,000までの数字をカウントして、
全部のスレッドでカウントが終了したら'done!'と表示する。

2. Ruby で書く

Ruby で書くと次のようになります。

threads = []

10.times do
  threads << Thread.new do
    count = 0

    5_000_000.times do
      count += 1
    end

    count
  end
end

threads.each do |t|
  puts "Thread finished with count=#{t.value}"
end
puts "done!"

これを実行すると、自分の手元の PC では 2.286s かかりました。

3. Rust で書く

同じプログラムを Rust で書いてみます。

Rust と Rust のパッケージマネージャである Cargo はインストール済みとします。

$ cargo new embed # プロジェクト作成
$ cd embed
$ ls src/
lib.rs # これを編集する

lib.rsは次のようになります。

use std::thread;

fn process() {
    let handles: Vec<_> = (0..10).map(|_| {
        thread::spawn(|| {
            let mut x = 0;
            for _ in 0..5_000_000 {
                x += 1
            }
            x
        })
    }).collect();

    for h in handles {
        println!("Thread finished with count={}",
            h.join().map_err(|_| "Could not join a thread!").unwrap());
    }
}

この関数を Ruby から呼び出してみましょう。

4. Ruby から Rust を呼び出す

Ruby から他言語のプログラムを呼ぶには、 FFI(Foreign Function Interface)というインターフェースにのっとります。

日本語だと以下の記事が詳しいです。

Ruby FFI を使ったエクステンションの作り方 - Boost Your Programming!

FFI の実装は gem で提供されているので、gem install ffiでインストールして使います。

次に Rust のプログラムを外から呼び出せるようライブラリ化しましょう。

そのためには、上記のプログラムの次の部分を

fn process() {

このように変更します。

#[no_mangle]
pub extern fn process() {

もう一つ、プロジェクトトップにあるCargo.tomlに次の 3 行を追加して、

[lib]
name = "embed"
crate-type = ["dylib"]

cargo build --releaseでビルドすれば完了です。

target/release以下にlibembed.soという共有ライブラリができていると思うので、 これを FFI を使って Ruby から呼び出します。

require 'ffi'

module Hello
  extend FFI::Library
  ffi_lib 'target/release/libembed.so'
  attach_function :process, [], :void
end

Hello.process

puts 'done!'

これを実行すると、同じ環境で 0.109s で完了しました。

Rust 速いですね。

5. おわりに

以上、Ruby から Rust を呼び出してみました。

まだちょっとしか触ってませんが、この速さと安全性は良いなと思います。

今後も継続して試していこうと思います。

© 2021, Yosuke Saito