L'héritage du GIL : le passé, le présent et l'avenir de la programmation simultanée

Histoire de GIL

GIL est un ancien concept de python, remontant aux premières versions du langage. Il est conçu pour assurer la stabilité d'une Python machine virtuelle en empêchant plusieurs threads d'accéder simultanément aux données partagées. Le GIL est implémenté à l'aide du mécanisme lock du langage C, qui bloque tout thread tentant d'effectuer des opérations en dehors du thread qui détient déjà le verrou.

Statut actuel du GIL

Bien que le GIL soit efficace pour empêcher les courses de données dans la programmation simultanée, il a également un impact significatif sur les performances de Python. En raison de l'existence de GIL, les programmes multi-thread en Python ne peuvent pas tirer pleinement parti des processeurs multicœurs. Cela est particulièrement problématique pour les applications qui doivent traiter en parallèle un grand nombre de tâches gourmandes en calcul.

L'avenir de GIL

Pour l'avenir du GIL, l'équipe de développement du noyau Python explore activement plusieurs options. Une option consiste à supprimer progressivement le GIL et à introduire un véritable support multithread dans Python. Cela améliorera considérablement les performances de la concurrencyprogrammation de Python, mais nécessitera également des modifications importantes de la machine virtuelle Python.

Une autre option est de conserver le GIL, mais de l'optimiser. Cela peut inclure des techniques permettant de raccourcir les temps de verrouillage GIL, ainsi que de permettre une granularité de verrouillage plus fine. En optimisant le GIL, Python peut maintenir sa stabilité tout en améliorant les performances des programmes concurrents.

Code démo

L'exemple de code suivant démontre l'impact du GIL sur les performances d'un programme Python multithread :

import threading
import time

def task(n):
for i in range(n):
pass

start = time.time()
threads = []
for i in range(4):
thread = threading.Thread(target=task, args=(10000000,))
threads.append(thread)

for thread in threads:
thread.start()

for thread in threads:
thread.join()

end = time.time()
print(f"Total time: {end - start} seconds")

Dans cet exemple, 4 threads sont utilisés pour effectuer en parallèle une tâche simple et gourmande en calcul. Comme indiqué ci-dessous, le programme ne peut pas utiliser pleinement les processeurs multicœurs en raison de la présence de GIL :

Total time: 6.232127785682678 seconds

Conclusion

GIL a joué un rôle crucial dans l’histoire de Python, assurant la stabilité du langage. Cependant, il comporte également des limitations de performances pour la programmation simultanée en Python. À mesure que Python évolue, l’équipe de développement principale envisage un certain nombre d’options pour l’avenir du GIL. La suppression progressive ou l'optimisation du GIL peut améliorer les performances de la programmation simultanée tout en maintenant la stabilité de Python. À mesure que Python continue d'évoluer, l'héritage du GIL continuera de jouer un rôle dans l'élaboration des capacités de programmation simultanée du langage.

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