GIL 的徒手搏擊：征服 Python 並發性的赤手空拳指南

徒手搏擊 GIL

GIL 的存在是為了防止同一時間只能有一個執行緒執行字節碼，從而確保資料完整性。然而，這也會導致並發性受限，因為其他執行緒必須排隊等待。

釋放 GIL 的途徑

有幾種途徑可以釋放 GIL，從而允許其他執行緒同時執行：

• 使用 C 擴充功能：透過編寫 C 擴充模組，可以繞過 GIL，從而提高並發的效能。
• 使用原生執行緒：原生執行緒在作業系統層級運行，不受 GIL 約束。但需要特別注意線程安全性問題。
• 使用協程：協程在使用者空間中執行，可以切換執行緒執行，從而避免 GIL 的阻礙。
• 使用多進程：啟動多個 python 進程，每個進程運行在獨立的記憶體空間，不受 GIL 影響。

示範程式碼：

#讓我們透過一個示範程式碼來理解如何釋放 GIL：

import threading
import time

# 使用原生线程
def worker():
for i in range(10):
print(i)
time.sleep(1)

# 使用 GIL 的线程
def gil_worker():
for i in range(10):
with threading.Lock():
print(i)
time.sleep(1)

# 启动原生线程
t1 = threading.Thread(target=worker)
t1.start()

# 启动 GIL 线程
t2 = threading.Thread(target=gil_worker)
t2.start()

輸出：

0
1
2
...
9
0
1
2
...
9

在這個範例中，原生執行緒 worker 可以與 GIL 執行緒 gil_worker 同時執行，因為它們不受 GIL 的限制。

最佳實踐

• 盡可能使用 C 擴充或原生執行緒來提高並發性。
• 謹慎使用 GIL 線程，僅在絕對必要時才使用。
• 避免在 GIL 執行緒中執行耗時的操作。
• 了解 GIL 的局限性，並根據需要調整您的程式碼。

結論

徒手搏擊 GIL 是一場挑戰，但掌握這些技巧可以讓您充分利用 Python 的並發性潛力。透過釋放 GIL 或使用替代方法，您可以克服單核心限制，釋放 Python 的並發能力，打造出更強大、反應迅速的應用程式。

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