Memecahkan belenggu GIL: Membuka kunci potensi tanpa had pengaturcaraan serentak Python

Belenggu GIL

Kunci Jurubahasa Global

(GIL) dalam python ialah mekanisme yang memastikan setiap benang hanya melaksanakan satu arahan Python pada satu masa. Walaupun ini menghalang perlumbaan data, ia juga mengehadkan keupayaan concurrency Python kerana ia menghalang berbilang teras CPU daripada melaksanakan kod Python pada masa yang sama.

Cara membuang GIL

Terdapat beberapa cara untuk membuka kunci GIL dan melepaskan potensi serentak Python:

1. Pelbagai proses:

Berbilang proses mencipta berbilang proses bebas, masing-masing dengan GIL sendiri. Ini membolehkan berbilang program Python dilaksanakan secara selari, memaksimumkan penggunaan CPU.

import multiprocessing

def task(n):
for i in range(n):
print(f"Process {multiprocessing.current_process().name}: {i}")

if __name__ == "__main__":
jobs = []
for i in range(5):
p = multiprocessing.Process(target=task, args=(1000000,))
jobs.append(p)
p.start()

for j in jobs:
j.join()

2 Thread ialah unit konkurensi yang lebih ringan daripada proses dan tidak memerlukan penduaan keseluruhan penterjemah Python. Walau bagaimanapun, mereka masih terikat dengan GIL dan oleh itu hanya boleh melaksanakan kod Python secara selari pada teras CPU yang berbeza.

import threading

def task(n):
for i in range(n):
print(f"Thread {threading.current_thread().name}: {i}")

if __name__ == "__main__":
threads = []
for i in range(5):
t = threading.Thread(target=task, args=(1000000,))
threads.append(t)
t.start()

for t in threads:
t.join()

3. Pengaturcaraan tak segerak:

AsynchronousProgramming

Gunakan operasi I/O yang tidak menyekat, membenarkan atur cara Python melakukan tugas lain semasa GIL dikeluarkan. Ini berfungsi dengan gelung acara untuk mengendalikan acara masuk tanpa menyekat pelaksanaan.

import asyncio

async def task(n):
for i in range(n):
print(f"Coroutine {i}: {i}")

async def main():
tasks = [task(1000000) for _ in range(5)]
await asyncio.gather(*tasks)

if __name__ == "__main__":
asyncio.run(main())

Pilih kaedah yang betul

Memilih kaedah pelepasan GIL yang paling sesuai bergantung pada keperluan aplikasi tertentu. Untuk tugasan yang memerlukan keselarian maksimum untuk pengkomputeran intensif, multiprocessing ialah pilihan terbaik. Benang adalah pilihan yang baik jika anda perlu melaksanakan tugas intensif I/O secara selari pada teras CPU yang berbeza. Pengaturcaraan tak segerak sesuai untuk aplikasi yang memerlukan operasi I/O tanpa sekatan.

Kesimpulan

Dengan mengangkat belenggu GIL, Python pembangun

boleh melepaskan potensi serentak Python untuk meningkatkan prestasi aplikasi dan pemprosesan. Dengan memanfaatkan teknik pengaturcaraan berbilang proses, benang dan tak segerak, Python

programmer boleh mencipta aplikasi serentak yang boleh dilaksanakan pada berbilang teras CPU secara serentak. Ini menjadikan Python pilihan yang lebih menarik untuk pelbagai senario pengaturcaraan serentak.

Atas ialah kandungan terperinci Memecahkan belenggu GIL: Membuka kunci potensi tanpa had pengaturcaraan serentak Python. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!