【python 全局解释锁】10分钟理解CPython的全局解释锁GIL

2024-09-07 05:58

本文主要是介绍【python 全局解释锁】10分钟理解CPython的全局解释锁GIL,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、什么是GIL?
全局解释器锁[Global Interpreter Lock]是计算机程序设计语言解释器用于同步线程的一种机制,它使得任何时刻仅有一个线程在执行。即便在多核处理器上,使用 GIL 的解释器也只允许同一时间执行一个线程,常见的使用 GIL 的解释器有CPython与Ruby MRI。可以看到GIL并不是Python独有的特性,是解释型语言处理多线程问题的一种机制而非语言特性。
多线程是充分实现并行的好方法,但是CPython的GIL却阻碍了对多核CPU的利用。多核CPU的普适和其他语言对Python的冲击,让GIL显得原始而粗暴,无法有效利用多核处理器成为了弊端。

二、GIL缺陷的解决方案?

python作为生命力极强的热门语言,绝对不会在多核时代坐以待毙。即便有GIL的限制,仍然有许多方法让程序拥抱多核。

  1. 多进程:Python2.6引入了MultiProcess库来弥补Threading库中GIL带来的缺陷,基于此开发多进程程序,每个进程有单独的GIL,避免多进程之间对GIL的竞争,从而实现多核的利用,但是也带来一些同步和通信问题,这也是必然会出现的。
  2. Ctypes:CPython的优势就是与C模块的结合,因此可以借助Ctypes调用C的动态库来实现将计算转移,C动态库没有GIL可以实现对多核的利用。
  3. 协程:协程也是一个很好的手段,在Python3.4之前,官方没有对协程的支持,存在一些三方库的实现,比如gevent和Tornado。3.4之后就内置了asyncio标准库,官方真正实现了协程这一特性。

三、总结

GIL仍然是Python语言里最困难的技术挑战,GIL问题的并不是编程语言的本身问题,换做其他语言只是将问题转移到了用户层面,相反Python的作者尝试将这种问题转移到解释器给使用者呈现一个优雅的语言。

虽然多核时代的到来暴露了GIL的缺陷,但是Python决策者和社区开发者已经做出了许多其他措施来拥抱多核,无知地诟病GIL是不明智的做法。

如同生产关系要适应生产力的发展一样,抛开历史背景谈机制的优劣,都是有失偏颇的,所以对待GIL要辩证看待。

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