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Python的全局解释器锁(GIL)究竟作用于进程还是线程?

线程 多核 Python 进程 629    来源:    2025-03-11

Python的全局解释器锁(Global Interpreter Lock,简称GIL)作用于线程,而不是进程。

GIL的作用范围

  • 线程级别:GIL是Python解释器中的一个互斥锁,它确保在同一时刻只有一个线程执行Python字节码。这意味着即使在多核CPU上,Python的多线程程序也无法真正实现并行执行,因为GIL会阻止多个线程同时执行Python代码。

  • 进程级别:GIL并不作用于进程。每个Python进程都有自己的GIL,因此多个Python进程可以并行运行,充分利用多核CPU的计算能力。这也是为什么在需要并行计算的场景中,通常会使用多进程(multiprocessing模块)而不是多线程。

GIL的影响

  • 多线程程序:由于GIL的存在,Python的多线程程序在CPU密集型任务中无法充分利用多核CPU的优势。但在I/O密集型任务中,GIL的影响较小,因为线程在等待I/O操作时会释放GIL,从而允许其他线程运行。

  • 多进程程序:由于每个进程都有自己的GIL,多进程程序可以充分利用多核CPU的优势,适合处理CPU密集型任务。

如何绕过GIL

  • 使用多进程:通过multiprocessing模块创建多个进程,每个进程都有自己的Python解释器和GIL,从而实现真正的并行计算。

  • 使用C扩展:在C扩展中,可以手动释放GIL,从而允许其他线程运行。这对于需要高性能计算的场景非常有用。

  • 使用其他Python实现:如Jython或IronPython,它们没有GIL,因此可以实现真正的多线程并行。

总结

GIL是Python解释器中的一个线程级别的锁,它限制了同一时刻只有一个线程执行Python字节码。为了绕过GIL的限制,可以使用多进程、C扩展或其他没有GIL的Python实现。