什么是 Python GIL？它是如何运作的？

在阅读本文之前您应该了解的事情：

• 什么是并行？
• 什么是并发？
• 什么是死锁？
• 什么是种族并发？
• 什么是流程？
• 什么是线程？

介绍

全局解释器锁，是一种保护对Python对象的访问并仔细控制线程执行的锁，防止数据访问和修改中的竞争并发，确保一次只有一个线程可以执行Python代码。

如果没有 GIL，Python 的内存管理就不是线程安全的，可能会导致不一致和崩溃。 （死锁）

2 - 它是如何运作的？

很简单，Thread在运行时会持有GIL，运行后Thread会释放GIL。接下来的线程必须请求访问 GIL 才能执行操作码（低级操作）。我在下面画了一个 GIL 行为的例子：

• 时刻 1：

• 时刻 2：

• 时刻 3：

这意味着Python开发人员可以利用异步代码和多线程代码，而不必担心在运行的进程中获取任何变量的锁或进程因死锁而崩溃。

3 - 使用 GIL 的优点：

• 它简化了 CPython 内存管理的实现，避免了竞争条件。
• 这种机制确保 Python 的核心数据结构（如字典和列表）是线程安全的，而不需要复杂的锁定机制。
• GIL 使 C 扩展与 Python 的集成变得更加容易，并允许使用社区最常用的解释器和编译器 CPython。

4 - 使用 GIL 的缺点：

• GIL 最显着的缺点是它阻止 Python 程序通过多线程充分利用多核 CPU。
• 在 CPU 密集型应用程序中，GIL 可能成为一个重要的瓶颈，因为它阻止了线程的真正并行执行
• 作为开发人员，您在尝试优化多线程 Python 程序时可能会面临挑战。

5 - 如何处理 GIL 缺点？

在某些情况下，您可以使用进程来运行算法，而不是使用线程。对于 IO/Bound 操作，线程和并发可以让您更好地利用资源，对于 CPU/Bound 操作，您可以使用多处理库来更好地利用资源。

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