Cpython解释器中的GIL全局解释器锁

1、什么是gil全局解释器锁

　　gil：global interpreter lock，意思就是全局解释器锁，这个gil并不是python的特性，他是只在cpython解释器里引入的一个概念，而在其他的语言编写的解释器里就没有gil，例如：jython，pypy等

　　下面是官方给出的解释：

in cpython, the global interpreter lock, or gil, is a mutex that prevents multiple native threads from executing python bytecodes at once. this lock is necessary mainly because cpython's memory management is not thread-safe. (however, since the gil exists, other features have grown to depend on the guarantees that it enforces.)

　　翻译过来的意思就是：在cpython中，全局解释器锁(gil)是一个互斥锁，可以防止多个本地线程同时执行python字节码。这个锁是必要的，主要是因为cpython的内存管理不是线程安全的。(但是，由于gil存在，其他特性已经发展到依赖于它所执行的保证。)

　　所以：

　　　　gil本质上就是一把互斥锁，用来保证数据的正确性，使数据可以正常同步。

　　　　gil就像是bug一般存在的全局互斥锁，目前无法通过代码去除gil

　　结论：在cpython解释器中，在同一个进程下开启的多线程，同一时刻只能有一个线程执行，无法利用多核优势

　　ps：我们平常所使用的python是c语言编写的，所以大部分人所说的python也指cpython，cpython是python的官方版本，若是指其他语言写的python，一般情况下会指明，如jypthon、pypy等

2、为什么会出现gil

　　随着电脑多核cpu的出现，python为了充分利用多核cpu，进行多线程的编程方式便普及了起来，但是随之而来的困难是线程之间数据的一致性和状态同步，python为了解决这个数据不能同步的问题，所以设计了gil全局解释器锁，其实就是互斥锁

　　说到互斥锁，在多线程互斥锁*享全局变量的时候会有线程对全局变量进行的资源竞争，会对全局变量的修改产生不是我们想要的结果，而那个时候用到的是python中线程模块里面的互斥锁。

　　如下例（未加线程互斥锁）：

from threading import threadimport time


n = 100
def task():
  global n
  m = n
  time.sleep(0.5)  # 模拟io操作
  n = m - 1


if __name__ == '__main__':
  list1 = []
  for i in range(10):
    t = thread(target=task)
    t.start()
    list1.append(t)

  for t in list1:
    t.join()

  print(n)

　执行结果：

99

　　在上面的例子里，我创建了10个线程来争夺对 n 进行 -1 操作，但是结果并非我想要的，所以我在这里加入了互斥锁

　　如下例（加线程互斥锁）：

from threading import thread
from threading import lock
import time


n = 100
def task(lock):
  global n
  lock.acquire()  # 加锁
  m = n
  time.sleep(0.5)  # 模拟io操作
  n = m - 1
  lock.release()  # 解锁


if __name__ == '__main__':
  list1 = []
  lock = lock()
  for i in range(10):
    t = thread(target=task, args=(lock, ))
    t.start()
    list1.append(t)

  for t in list1:
    t.join()

  print(n)

　　执行结果：

90

　　这次就可以得到我想要的结果

3、gil的优缺点

　　优点：

　　　　保证数据的正确性

　　缺点：

　　　　单个进程下，开启多个线程，牺牲了执行效率，无法实现并行，只能实现并发

4、如何体现gil全局解释器锁

　　在cpython解释器中，当python代码有一个线程开始访问解释器的时候，gil会把这个大锁给锁上，此时此刻其他的线程只能干等着，无法对解释器的资源进行访问，这一点就和互斥锁相似。而只是这个过程发生在我们的cpython中，同时也需要等这个线程分配的时间到了，这个线程把gil释放掉，类似互斥锁的lock.release()一样，另外其他的线程才开始跑起来。

以上就是cpython解释器中的gil全局解释器锁的详细内容，更多关于gil全局解释器锁的资料请关注其它相关文章！