本篇文章給大家分享的是有關python中GIL的原理是什么,小編覺得挺實用的,因此分享給大家學習,希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲,話不多說,跟著小編一起來看看吧。
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GIL規定一個Python解釋程序只能同時由一個線程控制。
在CPU限制類型和多線程代碼中,GIL是一個性能瓶頸。
GIL使Python多線程成為偽并行多線程。
僅CPython解釋器上存在GIL。
(1)線程1、2、3輪流執行,每一個線程在執行是,都會鎖住GIL,以阻止別的線程執行;
同樣的,每一個線程執行一段后,會釋放GIL,以允許別的線程開始利用資源。
(2)由于古老GIL機制,如果線程2需要在CPU2上執行,它需要先等待在CPU1上執行的線程1釋放GIL(記住:GIL是全局的)
(3)如果線程1是因為 i/o 阻塞讓出的GIL,那么線程2必定拿到GIL。但如果線程1是因為timer ticks計數滿100ticks(大概對應了1000個bytecodes)讓出GIL,那么這個時候線程1和線程2公平競爭。
(4)但要命的是,在Python 2.x, 線程1不會動態的調整自身的優先級,所以很大概率下次被選中執行的還是線程1,在很多個這樣的選舉周期內,線程2只能安靜的看著線程1拿著GIL在CPU 1上歡快的執行。
(5)極端一點的情況下,比如線程1使用了while True在CPU1上執行,那就真是“一核有難,八核圍觀”了。
知識點擴展:
GIL設計理念與限制
python的代碼執行由python虛擬機(也叫解釋器主循環,CPython版本)來控制,python在設計之初就考慮到在解釋器的主循環中,同時只有一個線程在運行。即在任意時刻只有一個線程在解釋器中運行。對python虛擬機訪問的控制由全局解釋鎖GIL控制,正是這個鎖來控制同一時刻只有一個線程能夠運行。
在調用外部代碼(如C、C++擴展函數)的時候,GIL將會被鎖定,直到這個函數結束為止(由于期間沒有python的字節碼運行,所以不會做線程切換)。
在python中使用都是操作系統級別的線程,linux中使用的pthread,window使用的是其原生線程。
從上面的概述中可以直觀的看出py在同一時刻只能跑一個線程,這樣在跑多線程的情況下,只有當線程獲取到全局解釋器鎖后才能運行,而全局解釋器鎖只有一個,因此即使在多核的情況下也只能發揮出單核的功能。
那么這樣看起來py不給力啊,GIL直接導致CPython不能利用物理多核的性能加速運行。那么為什么會有這樣的設計?考慮到Guido van Rossum 在創造python的時候,上世紀90年代,多核cpu完全屬于不可想象的,現在由于硬件發展速度太快,程序編寫就要考慮用盡cpu的全部性能,否則就要被淘汰,那么對于python同樣也要如此。
上面主要說的是這種設計的劣勢,下面再討論它的優勢。
GIL的設計簡化了CPython的實現,使得對象模型,包括關鍵的內建類型如字典,都隱式可以并發訪問。鎖住全局解釋器使得其比較容易的實現對多線程的支持,但也折損了多處理器主機的并行計算能力。
但是不論標準的,還是第三方的擴展模塊,都被設計成在進行密集計算任務時釋放GIL。另外還有在做IO操作時,GIL總是被釋放。對所有面對內建的操作系統C代碼的程序來說,GIL會在這個IO調用之前被釋放,以允許其它的線程在等待這個IO的時候運行。如果是純計算的程序,沒有IO操作,解釋器會每隔100次或每隔一定時間15ms去釋放GIL。
這里可以理解為IO密集型的python比計算密集型的程序更能利用多線程環境帶來的便利。
以上就是python中GIL的原理是什么,小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注創新互聯行業資訊頻道。
文章題目:python中GIL的原理是什么-創新互聯
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