Python中全局解释器GIL的相关问题

发布时间 2023-12-26 17:09:45作者: FreeCheng

1、全局解释器锁(GIL)的影响

Python 中可以实现多线程,但是受到全局解释器锁(GIL)的限制,因此在某些情况下,多线程并不能实现真正的并行执行。这是因为在 CPython 中,由于GIL的存在,同一时刻只能有一个线程执行 Python 字节码解释器层面的限制)

本质上来说,GIL只会影响解释器层面运行python字节码时的性能(无法利用多核),但在操作系统层面,仍然可以实现多线程并行执行(也就是对I/O密集型任务影响较小)。也就是说对于 CPU 密集型任务,Python 多线程由于 GIL 的存在并不能充分利用多核处理器,而对于 I/O 密集型任务,多线程可以带来一定的性能优势

 

2、常见的I/O密集型任务:

  1. 文件处理:读取大量数据、文件解压缩、文件复制、日志处理等操作都属于文件 I/O 密集型任务。

  2. 数据库操作:涉及到大量数据的查询、写入、更新、复制等数据库操作都会对 I/O 产生较大压力。

  3. 网络通信:例如 Web 服务、API 调用、数据下载、上传等需要大量网络数据传输的任务。

  4. 图像/视频处理:包括图像/视频的读取、处理、存储等操作。

  5. 数据分析:针对大型数据集的读取、处理、计算等操作,特别是在分布式系统中处理大规模数据时,I/O 操作量会很大

 

3、常见的CPU密集型任务:

  1. 密码学运算:包括加密和解密大量数据,计算哈希值(如SHA-256),签名验证等。

  2. 图像/视频处理:包括图像/视频的编解码、特效添加、图像识别、图像压缩等需要大量计算资源的操作。

  3. 科学计算:进行复杂的数学模型计算、仿真、大规模数据分析和计算。

  4. 数据压缩:对大量数据进行压缩和解压缩操作,如ZIP、RAR等格式。

  5. 渲染任务:包括3D渲染、动画渲染、视频特效处理等需要大量计算资源的视觉效果生成。

  6. 编译任务:对大型软件的编译过程通常涉及大量的代码分析、优化和转换,需要大量的 CPU 运算。