什么是Python全局锁(GIL),如何避开GIL限制?

发布时间 2023-11-02 22:13:19作者: 年轻人——001

 

1、什么是全局锁?
简单来说,Python 全局解释器锁(Global Interpreter Lock, 简称 GIL) 是一个互斥锁(或锁),只允许一个线程保持 Python 解释器的控制权。注意,锁的是解释器

 

 

2,gil为python解决了什么问题

引用计数是一种垃圾回收机制,用于记录Python对象被引用的次数。当一个对象的引用计数为0时,表示没有任何引用指向该对象,因此它会被垃圾回收机制自动释放。

在多线程环境中,如果没有GIL锁的保护,多个线程可能会同时对同一个Python对象进行操作,这可能会导致引用计数混乱,从而导致内存泄漏或误删。而GIL锁的存在可以保证在任何时刻只有一个线程在执行,这使得引用计数能够正确地记录每个对象的引用次数。

综上所述,GIL锁和引用计数是相互关联的,它们共同保证了Python多线程的安全性和内存管理的正确性。

 

3,gil锁导致python里面多线程是假的多线程,实际是单线程,那么为什么还有又多线程安全的问题?

 

因为gil锁,锁的是解释器,也就是它只给和任何CPU绑定的Python程序上锁,但是对于I/O这些和cpu无关的,却锁不到(此观点存疑)所以多线程I/O操作,在有GIL锁的情况下,仍然会出现多个线程修改共享数据的情况,导致错误。

4,那么多线程安全如何解决呢?

  1. 使用线程安全的对象和数据结构:Python中提供了一些线程安全的对象和数据结构,如Queue、Lock、Semaphore等。这些对象可以用于实现线程之间的通信和同步,确保多线程安全。
  2. 避免共享数据:尽可能减少多个线程同时访问共享数据的需要,可以将共享数据封装在对象中,并使用锁或其他同步机制来保护数据的访问。
  3. 使用锁机制:锁是一种同步机制,可以用于防止多个线程同时访问共享资源。Python中提供了Lock对象来实现锁的功能,确保同一时间只有一个线程可以执行特定的操作。
  4. 使用线程安全的设计模式:在设计程序时,可以采用一些线程安全的设计模式,如临界区、信号量、条件变量等,以确保多线程安全执行。
  5. 使用线程池:线程池可以预先创建一定数量的线程,并将任务分配给这些线程执行,这样可以避免多个线程同时创建和销毁的问题,提高程序的效率和稳定性。

 

5,那么在python里面,如何才能实现真正的并发

一种方法是使用多进程。Python的multiprocessing模块提供了创建和管理进程的功能,可以创建多个进程并在进程之间进行通信和同步。由于每个进程有自己的解释器和内存空间,因此它们可以真正地并发执行。

另一种方法是使用异步编程模型。Python的asyncio模块提供了异步I/O和协程的功能,可以编写基于事件循环的异步代码,实现真正的并发执行。异步编程模型可以与多线程和多进程结合使用,以充分利用多核CPU和并行执行任务。