GIL锁,线程池,同步异步

Posted 2021-02-12 xiezuodd

1.GIL
    是一个全局解释器锁 ,是一种互斥锁

    为什么需要GIL:因为一个python.exe进程中只有一分解释器,如果这个进程开启了多个线程都要执行代码
        多线程之间要竞争解释器,一旦竞争就有可能出现问题

    带来的问题:同一时间只有一个线程可以访问解释器
    好处:保证了多线程的数据完全


    thread-safe  线程安全的  多个线程同时访问也不会出问题
    not thread-safe 非线程安全的 多个线程同时访问可能会出问题 (加锁)


    默认情况下一个进程只有一个线程 是不会出现问题的 ,但是不要忘记还有GC线程
    一旦出现多个线程就可能出问题 ,所以当初就简单粗暴的加上了GIL锁


    那么多线程是不是完全没有意义?
    由于有GIL的存在 即使有多个CPU 也不能真正的并行

    有三个任务   三个任务要并发执行 使效率最高
    1.多进程
    2.同一个进程下多线程

    只有一个CPU
        如果3个任务都要等待IO
        如果是采用方案1: 由于IO的时间较长 不仅不能提高效率 反而无谓的增加了系统开销
        方案2 更好

    有三个CPU
        如果是采用方案1 并且三个任务都没有IO操作: 开启三个进程 并行的来执行 效率更高
        如果是采用方案2 并且三个任务都没有IO操作: 开三个线程  必须串行执行 所以效率比进程更低

    应用程序分为两种
    1.IO密集型   IO操作较多 纯计算较少   采用多线程
    2.计算密集型 计算操作较多 IO较少     采用多进程

    应用场景:
        TCP程序  应该采用多线程
        纯计算 例如人脸识别 语音识别等  采取多进程

    GIL
    是什么   为什么出现  如何解决其带来的效率问题



    既然已经有锁了 还需要自己加锁吗?
        什么情况需要自己加锁  当多个线程需要共享一个不属于解释器的资源时 必须要自己加
        不用加锁的例子: 多个线程要并发修改某一个变量数据


2.线程池 进程池
    池就是容器
    服务器不可能无线的开线程 ,所以需要对线程数量加以控制,线程池就是帮我们封装了线程数量的控制  以及 线程的创建  销毁 任务的分配
    使用方法一样的

    特点:
        线程池 在创建时不会立即开启线程
        等到提交任务时  如果没有空闲线程 并且已存在的线程数量 小于最大值 开个新的
        线程开启以后就不会在关闭了  直到进程全部结束为止


3.同步 异步  阻塞 非阻塞
  阻塞: 程序运行过程中遇到IO操作 无法继续
  非阻塞: 程序正在运行中,并且没有遇到IO操作,即时遇到IO也不会阻塞,CPU不会切走

  指的是程序的执行的状态

  指的是发起任务的方式
  同步:
      在发起任务后必须在原地等待 任务执行完毕 才能继续往下执行

  异步:
      在发起任务后立即继续往下执行,不需要等待任务的执行结果
      结果上哪去获取
      shutdown(wait=True) 这个方法能够知道池里面的线程是否全部完成
      在判断线程都完成之后就输出结果:
          池有一个一个方法result 可以输出所有结果
      
  异步效率高于同步
    发起异步任务的方式 就是线程和进程

  同步和阻塞 是完全不同的：
      阻塞一定是CPU已经切走了
      同步虽然也会卡住 但是CPU没切走 还在你的进程中