Ruby programlama dilinin 4.0.0 sürümü, 3.x serisinde hedeflenen eşzamanlılık ve performans iyileştirmelerinin üzerine inşa edilmiş kapsamlı bir mimari güncellenmedir. Bu sürüm, çalışma zamanı ortamında ZJIT adı verilen Zig tabanlı yeni bir derleyici altyapısını ve Ruby Box adı verilen yerleşik izolasyon mekanizmasını standart hale getirmektedir.

Ruby programlama dili, 4.0.0 sürümü ile birlikte, dilin tarihinde performans ve güvenlik eksenli en radikal yapısal değişiklikleri hayata geçirmiştir. Özellikle Ruby 3.x serisinde YJIT (Yet Another JIT) ile başlayan performans iyileştirmeleri, 4.0 sürümünde ZJIT (Zig-based JIT) mimarisine geçişle birlikte "yorumlanan diller yavaştır" paradigmasını tamamen değiştirmeyi hedeflemektedir. Buna ek olarak, Ruby Box adı verilen yerel izolasyon mekanizması, sunucu taraflı güvenli kod yürütme süreçlerinde yeni bir standart belirlemektedir.

ZJIT Nedir ve Önceki JIT'lerden Farkı Nelerdir?

ZJIT, Ruby 4.0.0'ın varsayılan derleyicisi olarak tanıtılan, Zig programlama dili ile geliştirilmiş yeni nesil bir çalışma zamanı derleyicisidir. Ruby'nin önceki sürümlerinde kullanılan MJIT (Method JIT) ve YJIT mimarilerinin kısıtlılıklarını aşmak üzere tasarlanmıştır.

Mimari ve Teknik Altyapı

ZJIT, Lazy Basic Block Versioning adı verilen bir teknik kullanır. YJIT, Rust tabanlı yapısıyla Ruby kodunu makine koduna dönüştürürken yüksek bellek tüketimine sebep olabilmekteydi. MJIT ise C derleyicisini çağırdığı için açılış sürelerinde gecikme yaşatmaktaydı.

ZJIT, Zig dilinin sunduğu bellek güvenliği ve C ile olan doğrudan uyumluluğu sayesinde, Ruby'nin sanal makinesi ile çok daha düşük seviyede entegre olur. Bu mimari, işlemci önbelleğini daha verimli kullanarak "Instruction Cache Miss" oranlarını minimize eder.

YJIT ve MJIT ile Karşılaştırmalı Performans Analizi

Yapılan sentetik testler ve prodüksiyon ortamı verileri aşağıdaki performans farklarını ortaya koymaktadır:

• Açılış Süresi: ZJIT, YJIT'e kıyasla %40 daha hızlı başlatma süresi sunmaktadır. Bu, özellikle "Serverless" mimarilerde Ruby kullanımını cazip hale getirmektedir.
• Bellek Kullanımı: ZJIT'in en büyük avantajı bellek yönetimidir. Rust tabanlı YJIT'in aksine, ZJIT oluşturduğu makine kodunu çok daha sıkı paketler ve kullanılmayan kod bloklarını agresif bir şekilde temizler. Bu durum, bellek tüketiminde %25 ila %30 arasında bir tasarruf sağlar.
• İşlem Hızı: Rails Bench testlerinde, saniye başına işlenen istek (RPS) sayısında Ruby 3.3 (YJIT) sürümüne göre 1.8 kat artış gözlemlenmiştir.

Ruby Box: İzolasyon ve Güvenlikte Yeni Dönem

Ruby 4.0.0 ile tanıtılan en kritik özelliklerden biri Ruby Box modülüdür. Geçmişte SAFE seviyeleri ile yönetilmeye çalışılan ancak başarısız olduğu için kaldırılan güvenlik mekanizmalarının yerini, modern ve konteyner mantığına benzer bir izolasyon yapısı almıştır.

Mimari ve Kullanım Alanları

Ruby Box, ana Ruby sürecinden (process) tamamen izole edilmiş bir bellek alanında kod yürütülmesini sağlar. Bu yapı, WebAssembly (WASM) prensiplerinden esinlenmiştir ancak doğrudan CRuby çekirdeğine gömülüdür. Geliştiriciler; dosya sistemi erişimi, ağ istekleri ve bellek limitlerini Ruby::Box sınıfı üzerinden granüler olarak kontrol edebilirler.

• Bu özellik özellikle şu alanlarda devrim niteliğindedir:
• Güvenilir olmayan 3. parti eklentilerin çalıştırılması.
• Çok kiracılı uygulamalarda kullanıcı kodlarının izolasyonu.
• Test ortamlarında yan etkisiz kod yürütme.

Kod Örneği ve Uygulama

Aşağıda, bir Ruby::Box örneğinin nasıl oluşturulduğu ve kısıtlamaların nasıl tanımlandığına dair temel bir örnek verilmiştir:

Bu yapı, geliştiricinin güvenli olmayan kodları kontrollü bir "kum havuzunda" çalıştırmasına olanak tanıyarak, uygulamanın çökmesini veya siber saldırıya uğramasını engeller.

Ruby 3.x'ten 4.0.0'a Geçiş Rehberi 

Ruby 4.0.0, "Major" bir sürüm olduğu için geriye dönük uyumluluğu kıran bazı değişiklikler içermektedir. Büyük projelerin 4.0'a taşınması sırasında stratejik bir planlama yapılması gerekmektedir.

Dikkat Edilmesi Gereken Kritik Değişiklikler

Eski projelerin güncellenmesi sürecinde aşağıdaki maddeler hayati önem taşımaktadır:

• Kullanımdan Kaldırılan Özelliklerin Silinmesi: Ruby 3.x serisinde "deprecated" olarak işaretlenen tüm metodlar 4.0'da tamamen kaldırılmıştır. Projenizi güncellemeden önce, 3.3 veya 3.4 sürümünde RUBYOPT='-W:deprecated' bayrağı ile testlerinizi çalıştırıp uyarıları temizlemeniz gerekmektedir. Özellikle eski Fixnum ve Bignum referansları (bunlar uzun süre önce Integer altında birleşmişti) kod tabanından tamamen silinmelidir.
• Gem Bağımlılıkları ve Bundled Gems: Ruby'nin standart kütüphanesinde bulunan bazı kütüphaneler "Bundled Gem" statüsüne geçmiştir. Yani, bu kütüphaneler artık Ruby kurulumuyla otomatik gelmemekte, Gemfile içerisine eklenmesi gerekmektedir.
•  Örnek: net-smtp, net-imap veya prime gibi kütüphaneler kullanılıyorsa, bunlar açıkça Gemfile'a eklenmelidir.
• Dondurulmuş String Literalleri: Ruby 4.0 ile birlikte, dosya başında # frozen_string_literal: true ibaresi olmasa dahi, tüm stringler varsayılan olarak değiştirilemez hale getirilmiştir.
• Geçiş Stratejisi: Kodunuzda string manipülasyonu (örn: str << "ekleme") yapıyorsanız, string tanımlarınızı String.new("veri") veya .dup kullanarak değiştirilebilir hale getirmeniz gerekebilir. Aksi takdirde FrozenError hataları alınacaktır.

Güvenli Geçiş Haritası

Geçiş sürecini sorunsuz yönetmek için aşağıdaki adımlar izlenmelidir:

Ruby 4.0.0, ZJIT ile performans bariyerlerini aşarken, Ruby Box ile kurumsal güvenlik standartlarını yakalamaktadır. Bu sürüm, Ruby'nin sadece hızlı geliştirme için değil, aynı zamanda yüksek performanslı ve güvenli sistemler için de ideal bir platform olduğunu kanıtlamaktadır.