Ruby 3.1.0加入程序內JIT編譯器YJIT，有效加速Rails應用程式效能

Ruby在聖誕節當天，發布了最新的Ruby 3.1.0，這個版本加入新的實驗性程序內JIT編譯器YJIT，能進一步提升許多真實使用案例的效能，在測試工具railsbench和樣板語言liquid-render上的執行速度都非常亮眼，另外，Ruby 3.1.0還加入新的除錯器來提升除錯效能。

Ruby 3.1.0所加入的這個YJIT，是由Shopify開發的程序內編譯器。在2018年的時候，Ruby 2.6加入了MJIT（Method-based JIT），來提升程式效能，而在去年聖誕節，Ruby開發團隊也趕在聖誕節，希望給社群一個聖誕節禮物，宣布實現Ruby3x3，Ruby3x3是由Ruby主要設計人松本行弘（Yukihiro Matsumoto，Matz），對開發團隊設下的目標，希望Ruby 3的速度可以是Ruby 2的3倍。

開發團隊以Ruby 2.0、Ruby 3.0以及Ruby 3.0 JIT來測試Optcarrot基準測試，而結果也顯示Ruby 3.0 JIT的單執行緒效能是Ruby 2.0的3倍，但開發人員通常不會在生產環境中啟用MJIT，官方也提到，儘管Optcarrot基準測試表現讓人印象深刻，但終究並沒有讓現實世界的業務受益。

而最近Shopify貢獻了許多Ruby的更新，來改善他們自家的Rails應用程式，而YJIT便是其中一個重要的貢獻，目的是要提高Rails應用程式的效能。 MJIT的問題在於，應用程式存在大量方法時，使用JIT反而會使執行速度變慢，JIT僅可以提升遊戲、人工智慧或是呼叫少量方法的工作負載效能。原因是，MJIT並沒有針對Rails等，需要大量呼叫方法的工作負載進行最佳化，反而會加重這類工作指令快取（i-cache）丟失的問題，而官方也一直未能解決這個問題。

不同於MJIT是個基於方法的JIT編譯器，並且使用外部C編譯器，YJIT使用基本區塊控制（Basic Block Versioning），並將JIT編譯器包含在其中。由Shopify成員發表，在2021年10月19日所公開的論文，詳細介紹了YJIT這個新方法，這是一個以LBBV（Lazy Basic Block Versioning）架構為基礎，在CRuby內部建構新的JIT編譯器的方法，論文提到，雖然這個編譯器比不上TruffleRuby的高峰效能，但是提供與現有Ruby程式碼接近100％的相容性，而且具有超高速預熱特性，在實際軟體的大型基準測試，提供15％到19％的加速。

獨立重新實作Ruby語言，像是JRuby和TruffleRuby，雖然能夠大幅提升效能，但是在支援語言新功能上，往往落後CRuby，因此限制這些語言的實際應用。YJIT則是一個更通用的Ruby效能解決方案，在相容大部分現有Ruby程式碼的前提，大幅提升程式碼效能。

在實際的軟體中，YJIT實現了快速預熱和效能改進的目標，在railsbench速度提升達22％，而liquid-render則有39％。不過目前YJIT仍是一項實驗性功能，在預設情況下停用，開發者可以在類Unix x86-64平臺上手動開啟。

除了YJIT，Ruby 3.1.0另一項值得關注的更新，是捆綁了一個完全重寫的除錯器debug.gem，這個新的除錯器大幅改善除錯效能，現在即便使用除錯器，也不會減慢應用程式的速度，同時支援遠端除錯，支援VS Code和Chrome瀏覽器等更多除錯前端，並且加入多程序和多執行緒除錯等功能。

Ruby過去綑綁了lib/debug.rb除錯器，但是並沒有得到妥善的維護，在效能和功能上都存在一些問題，而現在debug.gem則完全取代lib/debug.rb。

IRB（Interactive Ruby）互動式命令列工具，現在新增自動完成功能，開發者只需要在其中輸入程式碼，便會出現完成候選對話框，而且當開發者安裝了相關文件，在選擇候選選項時，對話框旁還會出現文件對話框，顯示部分內容。