Pythons GIL ist der Kernmechanismus im CPython -Interpreter, der die multithread -parallele Ausführung einschr?nkt. 1. Die Funktion von GIL besteht darin, sicherzustellen, dass nur ein Thread gleichzeitig Python -Bytecode ausführt und Rennbedingungen in der Speicherverwaltung verhindern. 2. Es vereinfacht die Implementierung der Thread-Sicherheit und des Speichermanagements, führt jedoch auch dazu, dass CPU-intensive Aufgaben nicht effektiv Multikorien verwenden. 3. Es hat weniger Einfluss auf die I/O-intensiven Aufgaben, da der Thread den GIL freigibt, w?hrend er auf I/A wartet. 4. GIL -Beschr?nkungen k?nnen durch Multiprocessing -Modul, C -Erweiterungsfreisetzung, zur Python -Implementierung ohne GIL umgehen oder asynchrone IO verwenden. 5. Multi-Process-Methode Jeder Prozess hat eine unabh?ngige GIL, die das parallele Computing wirklich realisieren kann.
Pythons GIL (Global Interpreter Lock) ist ein Mechanismus in Python Interpreter. Seine Funktion besteht darin, sicherzustellen, dass nur ein Thread gleichzeitig Python -Bytecode ausführt. Das hei?t, auch wenn Ihr Computer in CPython (der Mainstream -Implementierung von Python) über mehrere CPU -Kerne verfügt, kann es nur einen Thread geben, der Python -Code ausführt.

Dies klingt ein wenig, was die Leistung von Multithreading einschr?nkt, insbesondere bei CPU-intensiven Aufgaben, bei denen Gil zu einem Engpass wird. Es bringt aber auch einige Vorteile mit, z. B. die Vereinfachung des Ged?chtnismanagements und das Vermeiden vieler komplexer Probleme bei der Programmierung mit mehreren Threads.
Warum gibt es einen Gil?
CPython verwendet seinen eigenen Speicherverwaltungsmechanismus wie die Referenzz?hlung, um Objektlebenszyklen zu verwalten. Ohne GIL k?nnen mehrere Threads die Referenzzahl gleichzeitig ?ndern, was zu Rennbedingungen führen kann, was zu Speicherlecks oder zu dem Zugriff auf illegale Speicher führt.

Um nicht komplexe Mechanismen für Fadensicherheitsmechanismen einzuführen, entschied sich Python für die Verwendung von GIL in der frühen Phase, um die Sicherheit der Faden zu gew?hrleisten. Obwohl die F?higkeit, mehrere Kerne zu parallelisieren, geopfert wurde, wurden die Implementierungs- und Wartungskosten zu diesem Zeitpunkt vereinfacht.
- GIL verhindern nicht das Schalten von F?den
- Es erm?glicht nur einen Thread, Python -Bytecode auszuführen
- Gil wird w?hrend des E/A -Betriebs freigelassen
Die Auswirkungen von GIL auf die Programmleistung
Wenn Ihr Programm I/O-intensiv ist, z. B. Netzwerkanfragen, Lesen und Schreiben von Dateien, hat der GIL wenig Einfluss. Da der Thread den GIL freigibt, w?hrend er auf die E/A wartet, k?nnen andere Threads weiter ausführen.

Wenn es sich jedoch um eine CPU-intensive Aufgabe handelt, wie z. B. gro? angelegte Computing, Bildverarbeitung usw., k?nnen viele Threads die Vorteile von Multi-Core nicht vollst?ndig nutzen. Zu diesem Zeitpunkt sehen Sie, dass selbst wenn mehrere Threads ge?ffnet werden, die CPU -Nutzungsrate nur auf einem Kern umgeleitet wird.
Zum Beispiel:
Threading importieren Def Count (): x = 0 für _ im Bereich (10000000): x = 1 t1 = threading.thread (Ziel = count) t2 = threading.thread (Ziel = count) t1.start () t2.Start () t1.join () t2.join ()
Dieser Code erstellt zwei Threads, um viele Berechnungen durchzuführen, aber aufgrund der Existenz von GIL werden sie tats?chlich abwechselnd und nicht parallel ausgeführt.
Wie kann ich Gil umgehen?
Wenn Sie wirklich Multi-Core für paralleles Computing verwenden müssen, gibt es mehrere g?ngige Praktiken:
- Verwenden Sie Multiprocessing -Modul : Jeder Prozess hat seinen eigenen unabh?ngigen Python -Dolmetscher und GIL, damit er Multicores wirklich nutzen kann.
- Release GIL mit C -Erweiterung : Bibliotheken wie Numpy werden in C unten implementiert und geben GIL zum richtigen Zeitpunkt frei, um eine echte Parallelit?t zu erreichen.
- Verwenden Sie andere Python -Implementierungen : Zum Beispiel haben Jython und Ironpython keine GIL, aber ihre Unterstützung für C -Erweiterungen ist begrenzt.
- Asynchrone IO (Asyncio) : Obwohl keine L?sung für CPU-intensive Aufgaben, ist es für hohe E/A-Szenarien sehr effektiv.
Multiprocessing -Beispiel:
aus dem Multiprozessing -Importprozess Def Count (): x = 0 für _ im Bereich (10000000): x = 1 p1 = prozess (Ziel = count) p2 = prozess (Ziel = count) p1.start () p2.Start () p1.join () p2.join ()
Auf diese Weise laufen die beiden Prozesse auf verschiedenen Kernen, und Gil ist kein Engpass mehr.
Lassen Sie uns zusammenfassen
GIL ist eine Designauswahl in CPython, die die Speicherverwaltung und die Sicherheit von Threads erleichtert, aber auch die Leistung von Multi-Thread-Programmen einschr?nkt. Wenn Ihre Bewerbung I/A intensiv ist, hat sie wenig Auswirkungen. Wenn es jedoch CPU -intensiv ist, müssen m?glicherweise mehrere Prozesse oder andere Methoden umgehen.
Grunds?tzlich ist das.
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