GIL(Global Interpreter Lock)이란 무엇이며 다중 스레드 Python 성능에 어떤 영향을 줍니까?

CPython의 전역 해석기 잠금(GIL) 이해

CPython의 전역 해석기 잠금(GIL)은 다중 스레드를 방지하는 메커니즘입니다. Python 바이트코드를 동시에 실행하지 못하게 됩니다. 데이터 무결성을 보장하지만 멀티 코어 시스템에서 멀티 스레드 애플리케이션의 성능을 제한할 수도 있습니다.

GIL이 문제가 되는 이유:

멀티 코어 환경에서는 스레드가 잠재적으로 다른 코어를 활용하여 동시에 실행될 수 있습니다. 그러나 GIL은 Python 인터프리터의 내부에 대한 액세스를 직렬화합니다. 즉, 주어진 시간에 단 하나의 스레드만 바이트코드를 실행할 수 있습니다. 결과적으로 멀티 스레드 Python 애플리케이션은 사용 가능한 코어를 완전히 활용하지 못하여 잠재적으로 성능이 저하될 수 있습니다.

Python 실행에 미치는 영향:

다음과 같은 경우 GIL에 문제가 발생합니다.

• I/O 바인딩 작업: I/O 작업 수행을 수행하는 스레드가 차단되면 GIL은 다른 스레드의 실행을 방지하여 잠재적인 스레드 고갈을 초래할 수 있습니다.
• 멀티프로세싱: 여러 Python 프로세스에 의존하는 멀티프로세싱은 이를 우회할 수 있습니다. 하지만 오버헤드가 발생하고 모든 애플리케이션에 적합하지 않을 수 있습니다.

현재 노력:

CPython의 GIL 문제를 해결하기 위해 특히 "GILectomy" 계획을 통해 상당한 노력이 이루어졌습니다. 목표는 GIL을 제거하거나 그 영향을 완화하는 메커니즘을 도입하여 Python이 멀티 코어 시스템을 완전히 활용할 수 있도록 하는 것입니다.

GIL 상호 작용 이해:

Python으로서 개발자라면 일반적으로 C 확장을 작성하지 않는 한 GIL을 직접 접하지 않습니다. 그러나 C 확장 작성자는 특히 차단 작업의 경우 GIL 처리를 구현하는 것이 중요합니다. I/O 차단 중에 GIL을 해제하지 못하면 다른 스레드가 실행되지 않을 수 있습니다.

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