浅谈Python中的全局锁(GIL)问题

cpu-bound(计算密集型) 和i/o bound(i/o密集型)

计算密集型任务(cpu-bound) 的特点是要进行大量的计算，占据着主要的任务，消耗cpu资源，一直处于满负荷状态。比如复杂的加减乘除、计算圆周率、对视频进行高清解码等等，全靠cpu的运算能力。这种计算密集型任务虽然也可以用多任务完成，但是任务越多，花在任务切换的时间就越多，cpu执行任务的效率就越低，所以，要最高效地利用cpu，计算密集型任务同时进行的数量应当等于cpu的核心数。

计算密集型任务由于主要消耗cpu资源，因此，代码运行效率至关重要。python这样的脚本语言运行效率很低，完全不适合计算密集型任务。对于计算密集型任务，最好用c语言编写。

io密集型任务(i/o bound)的特点是指磁盘io、网络io占主要的任务，cpu消耗很少，任务的大部分时间都在等待io操作完成（因为io的速度远远低于cpu和内存的速度）。

io密集型任务执行期间，99%的时间都花在io上，花在cpu上的时间很少，因此，用运行速度极快的c语言替换用python这样运行速度极低的脚本语言，完全无法提升运行效率。

对于io密集型任务，任务越多，cpu效率越高，但也有一个限度。常见的大部分任务都是io密集型任务，比如请求网页、读写文件等。当然我们在python中可以利用sleep达到io密集型任务的目的。

对于io密集型任务，最合适的语言就是开发效率最高（代码量最少）的语言，脚本语言是首选，c语言最差。

全局锁问题：

解释器被一个全局解释器锁保护着，它确保任何时候都只有一个python线程执行。

gil最大的问题就是python的多线程程序并不能利用多核cpu的优势 （比如一个使用了多个线程的计算密集型程序只会在一个单cpu上面运行）。

gil只会影响到那些严重依赖cpu的程序（比如计算型的）

如果你的程序大部分只会设计到i/o，比如网络交互，那么使用多线程就很合适， 因为它们大部分时间都在等待。实际上，你完全可以放心的创建几千个python线程， 现代操作系统运行这么多线程没有任何压力，没啥可担心的。

解决方案：

首先，如果你完全工作于python环境中，你可以使用 multiprocessing 模块来创建一个进程池， 并像协同处理器一样的使用它。

pool = none

# performs a large calculation (cpu bound)
def some_work(args):
 ...
 return result

def some_thread():
 while true:
  ...
  r = pool.apply(some_work, (args))
  ...

# initiaze the pool
if __name__ == '__main__':
 import multiprocessing
 pool = multiprocessing.pool()

另外一个解决gil的策略是使用c扩展编程技术。 主要思想是将计算密集型任务转移给c，跟python独立，在工作的时候在c代码中释放gil。

以上这篇浅谈python中的全局锁(gil)问题就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。