python GIL解释器

Posted 2021-02-28 圣诞。

1.GIL是什么？

GIL全称Global Interpreter Lock，即全局解释器锁。 作用就是，限制多线程同时执行，保证同一时间内只有一个线程在执行。
GIL并不是Python的特性，它是在实现Python解析器(CPython)时所引入的一个概念。python 与 python解释器是两个概念，切不可混为一谈，也就是说，GIL只存在于使用C语言编写的解释器CPython中。
通俗地说，就是如果你不用Python官方推荐的CPython解释器，而使用其他语言编写的Python解释器（比如  JPython: 运行在Java上的解释器，直接把python代码编译成Java字节码执行 ），就不会有GIL问题。然而因为CPython是大部分环境下默认的Python执行环境。所以在很多人的概念里CPython就是Python，也就想当然的把GIL归结为Python语言的缺陷。所以这里要先明确一点：GIL并不是Python的特性，Python完全可以不依赖于GIL。

2.GIL有什么作用？

为了更有效的利用多核处理器的性能，就出现了多线程的编程方式，而随之带来的就是线程间数据的一致性和状态同步的完整性。  python为了利用多核，开始支持多线程，但线程是非独立的，所以同一进程里线程是数据共享，当各个线程访问数据资源时会出现竞状态，即数据可能会同时被多个线程占用，造成数据混乱，这就是线程的不安全。而解决多线程之间数据完整性和状态同步最简单的方式就是加锁。GIL能限制多线程同时执行，保证同一时间内只有一个线程在执行。

3.GIL有什么影响？

GIL无疑就是一把全局排他锁。毫无疑问全局锁的存在会对多线程的效率有不小影响。甚至就几乎等于Python是个单线程的程序。

4.如何避免GIL带来的影响？

方法一：用进程+协程 代替 多线程的方式
在多进程中，由于每个进程都是独立的存在，所以每个进程内的线程都拥有独立的GIL锁，互不影响。但是，由于进程之间是独立的存在，所以进程间通信就需要通过队列的方式来实现。
 
方法二：更换解释器
像JPython和IronPython这样的解析器由于实现语言的特性，他们不需要GIL的帮助。然而由于用了Java/C#用于解析器实现，他们也失去了利用社区众多C语言模块有用特性的机会。所以这些解析器也因此一直都比较小众。