Démystifier le GIL Python : explorer et éliminer les barrières de la concurrence

Principe de Python GIL

python GIL est un lock mutex, qui garantit qu'un seul threadexécute le bytecode Python en même temps. Cela permet d'éviter les incohérences des données causées par la modification simultanée des données partagées. Cependant, le GIL impose également des limitations sur la concurrence et l'évolutivité des programmes multi-thread.

L'impact de GIL sur la concurrence

• Faible concurrence : En raison de l'existence de GIL, les programmes multithread en Python ne peuvent pas tirer pleinement parti des processeurs multicœurs.
• Deadlock : Un blocage peut survenir si deux threads s'attendent pour le GIL.
• Dégradation des performances : La compétition GIL augmentera la surcharge du programme, entraînant une dégradation des performances.

Stratégies pour atténuer les défis du GIL

1. Multi-processus

Code démo :

import multiprocessing

def worker(num):
print(f"Worker {num}: {os.getpid()}")

if __name__ == "__main__":
pool = multiprocessing.Pool(processes=4)
pool.map(worker, range(4))

2. Cython

Code démo :

import cython

@cython.boundscheck(False)
@cython.wraparound(False)
def fib(int n):
if n == 0:
return 0
if n == 1:
return 1
return fib(n - 1) + fib(n - 2)

3.asyncio

io est un framework asynchrone en Python. Il permet aux coroutines (un type de thread léger) de s'exécuter en parallèle sans être limitées par le GIL. Les coroutines évitent les conflits GIL en utilisant une boucle d'événements pour obtenir le parallélisme.

Code démo :

import asyncio

async def hello_world():
print("Hello, world!")

async def main():
tasks = [hello_world() for _ in range(4)]
await asyncio.gather(*tasks)

if __name__ == "__main__":
asyncio.run(main())

4. Sortie GIL

Code démo :

import time

def worker():
with release_gil():
time.sleep(1)

threads = [threading.Thread(target=worker) for _ in range(4)]
for thread in threads:
thread.start()
for thread in threads:
thread.join()

Le Python GIL est un mécanisme nécessaire pour éviter les incohérences des données lors de l'accès simultané aux données. Cependant, cela impose également des limites aux performances de concurrence de Python. En comprenant les principes et l'impact du GIL et en employant des stratégies telles que le multi-traitement, Cython, asyncio ou la version GIL, les développeurs

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!