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GIL 的徒手搏击:征服 Python 并发性的赤手空拳指南

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GIL 的徒手搏击:征服 Python 并发性的赤手空拳指南

徒手搏击 GIL

GIL 的存在是为了防止同一时间只能有一个线程执行字节码,从而确保数据完整性。然而,这也会导致并发性受限,因为其他线程不得不排队等待。

释放 GIL 的途径

有几种途径可以释放 GIL,从而允许其他线程同时执行:

  • 使用 C 扩展:通过编写 C 扩展模块,可以绕过 GIL,从而提高并发的性能。
  • 使用原生线程:原生线程在操作系统级别运行,不受 GIL 约束。但需要特别注意线程安全问题。
  • 使用协程:协程在用户空间中执行,可以切换线程执行,从而避免 GIL 的阻碍。
  • 使用多进程:启动多个 Python 进程,每个进程运行在独立的内存空间,不受 GIL 影响。

演示代码:

让我们通过一个演示代码来理解如何释放 GIL:

import threading
import time

# 使用原生线程
def worker():
    for i in range(10):
        print(i)
        time.sleep(1)

# 使用 GIL 的线程
def gil_worker():
    for i in range(10):
        with threading.Lock():
            print(i)
            time.sleep(1)

# 启动原生线程
t1 = threading.Thread(target=worker)
t1.start()

# 启动 GIL 线程
t2 = threading.Thread(target=gil_worker)
t2.start()

输出:

0
1
2
...
9
0
1
2
...
9

在这个示例中,原生线程 worker 可以与 GIL 线程 gil_worker 同时运行,因为它们不受 GIL 的约束。

最佳实践

  • 尽可能使用 C 扩展或原生线程来提高并发性。
  • 谨慎使用 GIL 线程,仅在绝对必要时才使用。
  • 避免在 GIL 线程中执行耗时的操作。
  • 了解 GIL 的局限性,并根据需要调整您的代码。

结论

徒手搏击 GIL 是一场挑战,但掌握这些技巧可以让您充分利用 Python 的并发性潜力。通过释放 GIL 或使用替代方法,您可以克服单核限制,释放 Python 的并发能力,打造出更加强大、响应迅速的应用程序。

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