cPython的GIL

GIL

先声明一下，原本没打算写这么多，但是写着写着发现，需要解释的东西太多了，一个套一个，其实我现在总结的这一版还是没有完全到每一个细节，但是我想靠这些应该差不多了。我想了一下大概还有两个没讲，1.为什么还用GIL 2.垃圾回收机制
什么是GIL？

GIL是cPython解释器的特有技术术语，中文为全局解释器锁。因为在创建Python的时候只考虑到单核的cpu

GIL的功能？

GIL的功能就是：在执行Python线程的时候，先锁住自身线程，实现同一时间只允许执行一个进程。
解决多线程之间数据完整性和状态同步的最简单方式就是加锁。 最重要的是能够帮助cpython解决其在内存管理中存在的线程不安全的问题。

GIL的运行方式？

1.某个线程拿到GIL
2.该线程执行代码，直到达到了check_interval（Python2中，check_interval是当前线程遇到io操作或者ticks计数达到100，Python3中是执行时间达到阀值15毫秒）
3.cpython让当前线程释放GIL
4.所有线程开始竞争GIL
5.竞争到GIL锁的线程，又开始从第一步开始

GIL存在对程序或者进程有什么影响？

由于Python线程的这种特性，导致Python在使用多线程进行处理多任务计算的时候，不能实现真正的并行操作；但是由于cpu的分片机制，会在运行一个线程一段时间后，切换到另一个线程（时间很快，感觉不到），从而达到伪并行的效果

为什么还需要GIL？

这和cpython的底层内存管理有关。cpython使用引用计数来管理内存，所有的Python脚本中创建的实例，都会配备一个引用计数，来记录有多少个指针来指向它。当实例对象的引用计数值为0的时候，会自动释放其所占的内存。
假如两个线程同时引用同一个变量，会造成引用计数的条件竞争，导致引用计数只增加1（实际应该增加2），这就有可能导致在第一个线程结束后，引用计数减1，正好达到释放内存的条件（引用计数为0），在当第二个线程再次访问变量的时候，无法找到有效的内存了。但是使用了GIL就可以避免这种问题，在第一个线程申请使用变量的时候，先加锁，当第二个线程使用的时候，第一个线程先释放锁，第二个线程同时加锁，就避免了变量的引用计数减少的情况

为什么Python线程会主动释放GIL？

前面讲到Python线程在执行前，会先上锁。如果不释放锁（也就是GIL）不就永远不会实现多线程，别的线程永远没有机会。这就涉及到cpython的另一个机制：间隔式检查，cpython会轮询检查线程GIL锁的情况，每隔一段时间，cpython就会强制当前线程去释放GIL，这样别的线程就可以执行了