Was ist Python-GIL? Wie funktioniert es?

Dinge, die Sie wissen sollten, bevor Sie diesen Artikel lesen:

• Was ist Parallelität?
• Was ist Parallelität?
• Was ist ein Deadlock?
• Was ist Race Concurrency?
• Was ist ein Prozess?
• Was ist ein Thread?

Einführung

DieGlobale Interpretersperreist eine Sperre, die den Zugriff auf Python-Objekte schützt und die Thread-Ausführung sorgfältig steuert. Dadurch wird eine Rassenparallelität beim Datenzugriff und bei Datenänderungen verhindert und sichergestellt, dass jeweils nur ein Thread Python-Code ausführen kann.

Ohne die GIL ist die Speicherverwaltung von Python möglicherweise nicht threadsicher, was zu Inkonsistenzen und Abstürzen führen kann. (Deadlocks)

2 - Wie funktioniert es?

Es ist ganz einfach: Thread hält die GIL, wenn er ausgeführt wird, und nach der Ausführung gibt der Thread die GIL frei. Die nächsten Threads müssen Zugriff auf die GIL anfordern, um Opcodes (Low-Level-Operationen) auszuführen. Ich zeichne unten ein Beispiel für GIL-Verhalten:

• Moment 1:

• Moment 2:

• Moment 3:

Das bedeutet, dass Python-Entwickler asynchronen Code und Multithread-Code verwenden können und sich nie darum kümmern müssen, Sperren für Variablen im laufenden Prozess zu erwerben oder Prozesse aufgrund von Deadlocks abstürzen zu lassen.

3 – Vorteile der Verwendung von GIL:

• Es vereinfacht die Implementierung der Speicherverwaltung von CPython und vermeidet Race Conditions.
• Dieser Mechanismus stellt sicher, dass die Kerndatenstrukturen von Python, wie Wörterbücher und Listen, threadsicher sind, ohne dass komplexe Sperrmechanismen erforderlich sind.
• Die GIL erleichtert die Integration von C-Erweiterungen in Python und ermöglicht die Verwendung von CPython, dem am häufigsten von der Community verwendeten Interpreter und Compiler.

4 – Nachteile der Verwendung von GIL:

• Der größte Nachteil der GIL besteht darin, dass sie verhindert, dass Python-Programme die Vorteile von Multi-Core-CPUs mit Multi-Threading voll ausnutzen können.
• In CPU-gebundenen Anwendungen kann die GIL zu einem erheblichen Engpass werden, da sie eine echte parallele Ausführung von Threads verhindert
• Als Entwickler stehen Sie möglicherweise vor Herausforderungen, wenn Sie versuchen, Multithread-Python-Programme zu optimieren.

5 –Wie geht man mit GIL-Nachteilen um?

Anstatt Threads zu verwenden, können Sie in einigen Fällen Prozesse verwenden, um Ihre Algorithmen auszuführen. Bei E/A-/gebundenen Vorgängen können Sie durch Threading und Parallelität Ihre Ressourcen besser nutzen. Bei CPU-/gebundenen Vorgängen können Sie die Multiprocessing-Bibliothek verwenden, um die Ressourcen besser zu nutzen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWas ist Python-GIL? Wie funktioniert es?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!