TDC2016POA | Trilha Ruby - Stack Level too Deep e Tail Call Optimization: É uma boa ideia fazer recursão em Ruby?

Java para Lderes e Gerentes

Trilha Ruby

Guilherme Baptista

10 anos deixando linhas de
cdigo por a em lugares como:

Stack Level too Deep
Tail Call Optimization

uma boa ideia fazer recurso em Ruby?

Familiar?

file.rb:10:in `call':stack level too deep (SystemStackError)from file.rb:10:in `'

Qual o significado?


Qual o significado?


stack overflow?


stack overflow?

?


O que ?

uma proteo contra loops infinitos?





um erro causado por uso de memria em excesso?




file.rb:8:in `':failed to allocate memory (NoMemoryError)

Bnus: Uma linha para acabar com a memria RAM em segundos:

Obs.: No rodar no irb do seu servidor em produo... #fikdik

uma proteo para no deixar um mtodo chamar a si mesmo?



Done!

uma proteo para no deixar um mtodo chamar a si mesmo muitas vezes?



Done!

uma proteo para no deixar um mtodo chamar a si mesmo infinitamente?


file.rb:2:in `me_myself_and_i': stack level too deep (SystemStackError) from file.rb:2:in `me_myself_and_i' from file.rb:2:in `me_myself_and_i' from file.rb:2:in `me_myself_and_i' from file.rb:2:in `me_myself_and_i' ... 11901 levels... from file.rb:2:in `me_myself_and_i' from file.rb:2:in `me_myself_and_i' from file.rb:2:in `me_myself_and_i' from file.rb:5:in `'

Ser?

5

1 + 1 + 1 + 1 + 1

5

1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1

20000

20000

file.rb:7:in èval': stack level too deep (SystemStackError) from file.rb:7:in `'


file.rb:7:in èval': stack level too deep (SystemStackError) from file.rb:7:in `'

Pode no ser bem isso...

Vamos falar sobre pilha:

Stack(abstract data type)

LIFO: last-in, first-out

(o ltimo que entra o primeiro que sai)

Stack (LIFO: last-in, first-out)

Stack








Em Ruby tudo objeto.

RubyVM::InstructionSequence

RubyVM::InstructionSequence.of

Proc

Ou

method

Ruby Code

down to

VM Instructions

YARB\x02\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00r\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x04\x00\x00\x00\xF9\x01\x00\x00\xFD\x01\x00\x00b\x02\x00\x00x86_64-linux\x00*\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\b\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00*\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00Z\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00Z\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00;\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00Z\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00;\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00Z\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00;\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00*\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x10\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x001\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\v\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\r\x00\x00\x00\x11\x00\x00\x00\x0F\x00\x00\x00\x13\x00\x00\x00\r\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x10\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x10\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x10\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x14\x00\x00\x009\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x17\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xD9\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xF9\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xF9\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x04\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00)\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xF1\x00\x00\x00\b\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00E\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x05\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00(irb)E\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\a\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00the_sumE\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00+\r\x02\x00\x00\x19\x02\x00\x002\x02\x00\x00M\x02\x00\x00

== disasm: #========================================0000 trace 8 ( 54)

0002 trace 1 ( 55)

0004 putobject_OP_INT2FIX_O_1_C_


0006 opt_plus ,


0010 opt_plus ,


0014 opt_plus ,

0017 trace 16 ( 56)

0019 leave ( 55)

putobject_OP_INT2FIX_O_1_C_


opt_plus p3



opt_plus n3 > p2 > n4 > p3







Recurso?

Recurso:

Capacidade que uma rotina (funo ou mtodo) possui de invocar a si mesma.

Recurso:

Condio de parada:

Hi Fulano!

Hi Fulano!

Hi Fulano!

Recurso vs Iterao

Como contar a quantidade de itens em uma lista?

Array:

Iterao:

Iterao:

Array:

4

Array:

4

Iterao:

Iterao:

Array:

4

Iterao:

Array:

4

Transformar todas as letras em maisculas:

["A", "B", "C", "D"]

Mas no dia a dia no fazemos exatamente assim...

Como realmente fazemos:

E com recurso?

Head / Tail

A
Head

Tail

B
Head

A
Head

Tail

A
Head

Tail

A
Head

Tail

Como contar a quantidade de itens em uma lista?

count(["A", "B", "C", "D"])

count(["B", "C", "D"])

count(["C", "D"])

count(["D"])

count([])

1 + count(["B", "C", "D"])

1 + 1 + count(["D", "D"])

1 + 1 + 1 + count(["D"])

1 + 1 + 1 + 1 + count([])

1 + 1 + 1 + 1 + 0

4

Como somar todos os itens de uma lista?

1 + sum([2, 2, 2])

1 + 2 + sum([2, 2])

1 + 2 + 2 + sum([2])

1 + 2 + 2 + 2 + sum([])

1 + 2 + 2 + 2 + 0

7

E por a vai...

Stack Overflow

Stack Overflow1 + count(["B", "C", "D"])

1 + count(["C", "D"])

1 + count(["D"])

1 + count([])

0

Tamanho do seu Stack


1 + count(["C", "D"])

1 + count(["D"])

1 + count([])

0

Stack Overflow


1 + count(["C", "D"])

1 + count(["D"])

1 + count([])

0

stack level too deep
(SystemStackError)

Stack Overflowfile.rb:7:in èval': stack level too deep (SystemStackError) from file.rb:7:in `'

Stack Overflowstack level too deep
(SystemStackError)

s1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 +

E a?

Opo 1:Aumentar o tamanho do Stack

ulimit -allcore file size (blocks, -c) 0data seg size (kbytes, -d) unlimitedscheduling priority (-e) 0file size (blocks, -f) unlimitedpending signals (-i) 31321max locked memory (kbytes, -l) 64max memory size (kbytes, -m) unlimitedopen files (-n) 1024pipe size (512 bytes, -p) 8POSIX message queues (bytes, -q) 819200real-time priority (-r) 0stack size (kbytes, -s) 8192cpu time (seconds, -t) unlimitedmax user processes (-u) 31321virtual memory (kbytes, -v) unlimitedfile locks (-x) unlimited

RubyVM::DEFAULT_PARAMS{

thread_vm_stack_size: 1048576,

thread_machine_stack_size: 1048576,

fiber_vm_stack_size: 131072,

fiber_machine_stack_size: 524288

}

Opo 2:Tail Call Optimization

cTail Call Optimization1 + count(["B", "C", "D"])

1 + count(["C", "D"])

1 + count(["D"])

1 + count([])

0

stack level too deep
(SystemStackError)

c

Tail Call Optimization

count(["A", "B", "C", "D"], 0)

count(["B", "C", "D"], 1)

count(["C", "D"], 2)

count(["D"], 3)

count([], 4)

4

Tamanho do seu Stack

Reaproveitamento do seu Stack

file.rb:11:in `count': stack level too deep (SystemStackError)

from file.rb:11:in `count'








... 8723 levels...




from file.rb:17:in `'

Precisamos compilar o nosso cdigo com instrues especficas para a RubyVM / YARV

== disasm: #=====================================local table (size: 5, argc: 1 [opts: 1, rest: -1, post: 0, block: -1, kw: -1@-1, kwrest: -1])

[ 5] list [ 4] acc [ 3] head [ 2] tail

0000 putobject_OP_INT2FIX_O_0_C_ ( 4)

0001 setlocal_OP__WC__0 4

0003 trace 8

0005 trace 1 ( 6)

0007 getlocal_OP__WC__0 5

0009 opt_empty_p ,

0012 branchunless 21

0014 nop

0015 nop


0018 trace 16

0020 leave

0021 trace 1 ( 8)


0025 opt_send_without_block ,


0030 trace 1 ( 9)



0036 trace 1 ( 11)

0038 putself




0044 opt_plus ,


0050 trace 16 ( 13)

0052 leave ( 11)


[ 5] list [ 4] accc [ 3] head [ 2] tail



0003 trace 8

0005 trace 1 ( 6)


0009 opt_empty_p ,


0014 nop

0015 nop


0018 trace 16

0020 leave

0021 trace 1 ( 8)




0030 trace 1 ( 9)



0036 trace 1 ( 11)

0038 putself




0044 opt_plus ,


0050 trace 16 ( 13)

0052 leave ( 11)

Acompanhar eventos durante a execuo do cdigo internamente na VMstackprof ruby-prof

trace + tail call optimization

=





0003 getlocal_OP__WC__0 5 ( 3)

0005 opt_empty_p ,


0010 nop

0011 nop


0014 leave






0026 putself ( 8)




0032 opt_plus ,


0038 leave






0005 opt_empty_p ,


0010 nop

0011 nop


0014 leave






0026 putself ( 8)




0032 opt_plus ,


0038 leave






0005 opt_empty_p ,


0010 nop

0011 nop


0014 leave






0026 putself ( 8)




0032 opt_plus ,


0038 leave






0005 opt_empty_p ,


0010 nop

0011 nop


0014 leave






0026 putself ( 8)




0032 opt_plus ,


0038 leave






0005 opt_empty_p ,


0010 nop

0011 nop


0014 leave






0026 putself ( 8)




0032 opt_plus ,


0038 leave

1000000

Por qu?

Mais rpido que iterar?

user system total real .each: 16.480000 0.000000 16.480000 ( 16.492415)recursion: 26.280000 0.380000 26.660000 ( 26.652826)

Maior proximidade com conceitos delinguagens funcionais

Considerada uma forma elegante de resolver problemas

Quicksort em C utilizando iterao

Quicksort em Haskell utilizando recurso

Maneira de lidar com diferentesestruturas de dados

Listas Ligadas

Grafos

rvores Binrias

Mais uma maneira de resolver problemas e entender os detalhes da linguagem

Referncias:

- RubyVM::InstructionSequence http://ruby-doc.org/core-2.3.1/RubyVM/InstructionSequence.html

- Inline caching in MRI http://tenderlovemaking.com/2015/12/23/inline-caching-in-mri.html

- Ruby, Trace, Leave, Oh my! http://kgrz.io/2014/04/19/ruby-trace-leave-oh-my.html

Referncias:

- Tail Call Optimization in Ruby http://nithinbekal.com/posts/ruby-tco/

- Tailin' Ruby http://timelessrepo.com/tailin-ruby

- Tail Call Optimization in Ruby: Deep Dive http://blog.tdg5.com/tail-call-optimization-in-ruby-deep-dive/

Referncias:

- TCOMethod Simplifies compiling code with tail call optimization in MRI Ruby

https://github.com/tdg5/tco_method

- Hamster Efficient, Immutable, Thread-Safe Collection classes for Ruby

https://github.com/hamstergem/hamster

- Functional Ruby A gem for adding functional programming tools to Ruby. Inspired by Erlang, Clojure, Haskell, and Functional Java.

https://github.com/jdantonio/functional-ruby

Obrigado!

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