GIL の進化: 同時実行 Python の状況の変化

python のグローバル インタプリタ Lock (GIL) は、当初から活発な議論が行われてきました。 GIL は、Python インタプリタが一度に 1 つの スレッド のみを実行することを保証し、それによってメモリ セキュリティ を維持しますが、同時に 同時実行 # の可能性も制限します。 ＃＃セックス。この記事では、GIL の初期設計から現在の状況、将来の方向性までの進化を探ります。

GILの由来

GIL はもともと Python 1.5 で導入され、

複数のスレッドが同じオブジェクトを同時に変更してデータ破損を引き起こすことを防止しました。当時、Python は主にシングルコア コンピューターで使用されており、GIL は主要な制限要因ではありませんでした。

GIL の制限

マルチコア コンピューターの普及に伴い、GIL の限界が明らかになってきました。 GIL では一度に 1 つのスレッドしか実行できないため、同時コードは単一のコアでのみ実行できます。これにより、多くの同時実行性を必要とするアプリケーションでパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。

GIL の代替手段

GIL の制限を克服するために、多くの代替案が開発されました。

複数のプロセス:

複数の Python プロセスを作成します。各プロセスには独自の GIL があります。これにより、真の同時実行が可能になりますが、プロセス間の通信オーバーヘッドにより効率が低下する可能性があります。
• サードパーティ ライブラリ:
• concurrent.futures や multiprocessing など、タスクの並列および同時実行のための ツールを提供します。これらのライブラリはプロセス プールまたは スレッド プールを使用して GIL を管理し、コードを複数のコアで実行できるようにします。 Coroutine (コルーチン):
Coroutine は、スレッド内で複数のタスクを一時停止および再開できるようにする軽量の同時実行メカニズムです。コルーチンは GIL を必要としませんが、手動のスケジューリングとコンテキストの切り替えに依存します。
• Python 3.8 での GIL の改善

Python 3.8 では、同時実行パフォーマンスを向上させるために、GIL に対する大幅な改善が導入されました。これらの改善には次のものが含まれます:

イベントベースの GIL リリース:

I/O 操作などのイベント ループ イベント中に GIL をリリースできるようになりました。これにより、イベント ループが I/O 操作を処理している間に他のスレッドを実行できるようになります。
• 適応型 GIL レイテンシ:
GIL レイテンシは、アプリケーションがマルチスレッドを使用する量に基づいて調整されます。使用するスレッドの数が少ないと、GIL レイテンシーが長くなり、より多くの同時実行が可能になります。
• Python 3.10 での GIL の改善

Python 3.10 では、

Fine-graned GIL

と呼ばれる GIL にさらなる改善が導入されています。詳細な GIL は、GIL の範囲をより小さなコード ブロックに絞り込み、より詳細な同時実行制御を可能にします。これは、頻繁なアトミック操作中に同時実行性を必要とするアプリケーションにとって特に有益です。

今後の展望

GIL の将来は依然として不透明です。 Python 開発チームは GIL の継続的な改善に取り組んでいますが、将来のバージョンでは完全に削除される可能性があります。マルチプロセッシングやコルーチンなどの代替手段は成熟し続けており、Python での同時実行の推奨メカニズムとして GIL に取って代わる可能性があります。

デモコード

並列処理には

concurrent.futures

を使用します: リーリー コルーチンには

async

io を使用します: <strong class="keylink"></strong> リーリー 要約

Python 同時実行における GIL の進化は、複雑かつ困難な問題です。 Python はマルチコア処理とハイパフォーマンス コンピューティングにますます重点を置いており、GIL の将来には引き続き注目が集まっています。開発者は、GIL の利点と制限を比較検討し、特定のアプリケーションに適切な同時実行メカニズムを選択する必要があります。 GIL の進化を理解することで、開発者は情報に基づいた意思決定を行い、効率的でスケーラブルな同時 Python アプリケーションを作成できます。

以上がGIL の進化: 同時実行 Python の状況の変化の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。