国产一区二区精品-国产一区二区精品久-国产一区二区精品久久-国产一区二区精品久久91-免费毛片播放-免费毛片基地

千鋒教育-做有情懷、有良心、有品質的職業教育機構

手機站
千鋒教育

千鋒學習站 | 隨時隨地免費學

千鋒教育

掃一掃進入千鋒手機站

領取全套視頻
千鋒教育

關注千鋒學習站小程序
隨時隨地免費學習課程

當前位置:首頁  >  技術干貨  > 什么是Python全局解釋器鎖GIL(Global Interpreter Lock)?

什么是Python全局解釋器鎖GIL(Global Interpreter Lock)?

來源:千鋒教育
發布人:xqq
時間: 2023-10-11 15:38:58 1697009938

一、Python全局解釋器鎖GIL(Global Interpreter Lock)

簡單來說,Python全局解釋器鎖(Global Interpreter Lock)或GIL是一個互斥鎖,它只允許一個線程來控制Python解釋器。

這意味著在任何時間點只有一個線程可以處于執行狀態。執行單線程程序的開發人員感受不到GIL的影響,但它可能是CPU限制型和多線程代碼中的性能瓶頸。

由于即使在具有多個CPU核心的多線程架構中,GIL一次只允許一個線程執行,因此GIL已經成為Python“臭名昭著”的特性。

GIL為Python解決了什么問題

Python使用引用計數進行內存管理。這意味著在Python中創建的對象具有引用計數變量,該變量用于跟蹤指向該對象的引用數。當此計數達到零時,釋放對象占用的內存。

讓我們看一個簡短的代碼示例來演示引用計數的工作原理:

>>>?

>>> import sys

>>> a = []

>>> b = a

>>> sys.getrefcount (a)

3

在上面的示例中,空列表對象的引用計數為3。列表對象由a,b引用并且參數傳遞給sys.getrefcount()。

回到GIL:

問題是這個引用計數變量需要保護競爭條件。如果其中兩個線程同時增加或減少其值,如果發生這種情況,它可能導致從未釋放的內存泄漏,或者更糟糕的是,在對該對象的引用仍然存在時錯誤地釋放內存。這可能會導致Python程序中出現崩潰或其他“怪異”錯誤。通過向跨線程共享的所有數據結構添加鎖,可以保持此引用計數變量的安全性,從而不會對它們進行不一致的修改。

但是為每個對象或對象組添加一個鎖意味著將存在多個鎖,這可能導致另一個問題 – 死鎖(死鎖只有在有多個鎖時才會發生)。另一個副作用是由于重復獲取和釋放鎖而導致性能下降。

GIL是解釋器本身的單個鎖,它增加了一條規則,即執行任何Python字節碼都需要獲取解釋器鎖。這可以防止死鎖(因為只有一個鎖)并且不會引入太多的性能開銷。但它有效地使任何受CPU限制的Python程序都是單線程的。

GIL雖然被解釋器用于其他語言(如Ruby),但并不是解決此問題的少數方法。有些語言通過使用除引用計數之外的方法(例如垃圾收集)來避免GIL對線程安全內存管理的要求。

另一方面,這意味著這些語言通常需要通過添加其他性能提升性能(如JIT編譯器)來彌補GIL單線程性能優勢的損失。

為什么選擇GIL作為解決方案

那么,為什么在Python中使用的方法看似如此阻礙呢?這是Python開發人員的糟糕決定嗎?

好吧,用Larry Hastings的話來說, GIL的設計決定是讓Python像今天一樣受歡迎的原因之一。

自從操作系統沒有線程概念以來,Python就已存在。Python的設計易于使用,以便更快地開發,越來越多的開發人員開始使用它。

開發人員正在為Python需要的功能編寫許多C庫擴展。為了防止不一致的更改,這些C擴展需要GIL提供的線程安全內存管理。

GIL易于實現,很容易添加到Python中。它為單線程程序提供了性能提升,因為只需要管理一個鎖。

非線程安全的C擴展變得更容易集成。這些C擴展成為不同社區愿意采用Python的原因之一。

正如您所看到的,GIL是一個實用的解決方案,可以解決CPython開發人員在Python生命中早期面臨的一個難題。

對多線程Python程序的影響

當您查看典型的Python程序或任何計算機程序時,那些在性能上受CPU限制的程序與受I / O限制的程序之間存在差異。

CPU綁定程序是那些將CPU推向極限的程序。這包括進行數學計算的程序,如矩陣乘法,搜索,圖像處理等。

I / O綁定程序是花費時間等待輸入/輸出的程序,它可以來自用戶,文件,數據庫,網絡等。I / O綁定程序有時需要等待很長時間才能完成從源獲取他們需要的東西,因為源可能需要在輸入/輸出準備好之前進行自己的處理,例如,用戶考慮輸入什么輸入提示或在其中運行的數據庫查詢自己的過程。

延伸閱讀:

二、什么是Python

Python是一種跨平臺的計算機程序設計語言。 是一個高層次的結合了解釋性、編譯性、互動性和面向對象的腳本語言。最初被設計用于編寫自動化腳本(shell),隨著版本的不斷更新和語言新功能的添加,越多被用于獨立的、大型項目的開發。

聲明:本站稿件版權均屬千鋒教育所有,未經許可不得擅自轉載。
10年以上業內強師集結,手把手帶你蛻變精英
請您保持通訊暢通,專屬學習老師24小時內將與您1V1溝通
免費領取
今日已有369人領取成功
劉同學 138****2860 剛剛成功領取
王同學 131****2015 剛剛成功領取
張同學 133****4652 剛剛成功領取
李同學 135****8607 剛剛成功領取
楊同學 132****5667 剛剛成功領取
岳同學 134****6652 剛剛成功領取
梁同學 157****2950 剛剛成功領取
劉同學 189****1015 剛剛成功領取
張同學 155****4678 剛剛成功領取
鄒同學 139****2907 剛剛成功領取
董同學 138****2867 剛剛成功領取
周同學 136****3602 剛剛成功領取
相關推薦HOT