Python GIL (Global Interpreter Lock): Membongkar prinsip dan kesan prestasi di belakangnya

python GIL (Global Interpreter Lock) ialah mekanisme penting dalam Python, yang mengehadkan bahawa hanya satu benang boleh melaksanakan kod bait Python pada masa yang sama. Ini terutamanya untuk memastikan kestabilan penterjemah Python, kerana pengurusan memori Python dan mekanisme pengumpulan sampah adalah satu benang. Jika berbilang benang dibenarkan untuk melaksanakan kod bait Python pada masa yang sama, kerosakan memori atau ralat lain yang tidak dapat diramalkan mungkin berlaku.

Prinsip GIL agak mudah. Ia adalah kunci yang diselenggara oleh penterjemah Python, dan apabila benang melaksanakan kod bait Python, ia memperoleh GIL. Jika utas lain ingin melaksanakan kod bait Python, mereka mesti menunggu GIL dikeluarkan. Apabila GIL dikeluarkan, utas lain boleh mendapatkan GIL dan melaksanakan kod bait Python.

Kewujudan GIL memberi impak yang besar terhadap prestasi

pelbagai benang Python. Disebabkan oleh batasan GIL, hanya satu utas boleh melaksanakan kod bait Python pada masa yang sama, jadi kelebihan CPU berbilang teras tidak dapat digunakan sepenuhnya. Terutamanya apabila terdapat sejumlah besar operasi I/O dalam kod Python, kerana operasi I/O biasanya menyekat proses, menyebabkan GIL dikeluarkan, benang lain boleh melaksanakan kod bait Python, jadi peningkatan prestasi multi-threading akan menjadi jelas.

Untuk mengatasi batasan GIL, kaedah berikut boleh digunakan:

• Gunakan pelbagai proses. Multiprocessing ialah mekanisme concurrency yang lebih ringan yang membolehkan berbilang proses untuk melaksanakan tugas yang berbeza pada masa yang sama. Oleh kerana proses adalah bebas antara satu sama lain, tiada sekatan GIL. Walau bagaimanapun, penciptaan dan pemusnahan overhed berbilang proses adalah lebih besar daripada berbilang benang, jadi ia hanya sesuai untuk memproses beberapa tugas yang agak bebas.
• Gunakan coroutines. Coroutine ialah mekanisme konkurensi ringan yang membenarkan pelbagai tugasan dilaksanakan secara bergilir-gilir. Overhed penukaran coroutine jauh lebih kecil daripada benang, jadi ia boleh memanfaatkan CPU berbilang teras dengan lebih baik. Walau bagaimanapun, model pengaturcaraan coroutine berbeza daripada model pengaturcaraan benang tradisional, jadi ia memerlukan kos pembelajaran tertentu.
• Gunakan Cython. Cython ialah alat yang boleh menyusun kod Python ke dalam kod C. Kod C boleh dilaksanakan dalam berbilang benang, jadi menggunakan Cython boleh memintas sekatan GIL. Walau bagaimanapun, penggunaan Cython memerlukan asas tertentu dalam pengaturcaraan bahasa C dan pemahaman tertentu tentang prinsip asas Python mesin maya.

Ringkasnya, Python GIL ialah mekanisme penting dalam Python, yang mempunyai kesan yang besar pada prestasi berbilang benang Python. Anda boleh meningkatkan prestasi berbilang benang Python dengan mengatasi batasan GIL dengan menggunakan kaedah seperti pemprosesan berbilang, coroutine atau Cython.

Atas ialah kandungan terperinci Python GIL (Global Interpreter Lock): Membongkar prinsip dan kesan prestasi di belakangnya. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!