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【Python psycopg2】零基础也能轻松掌握的学习路线与参考资料

洲行 2023-05-22 阅读 59

Python GIL(全局解释器锁)介绍

Python GIL 是全局解释器锁(Global Interpreter Lock)的简称,它是 Python 解释器中的一个重要概念。GIL 的作用是确保任何时间只有一个线程在执行 Python 指令,以防止多个线程同时访问和修改 Python 对象的状态,从而保证 Python 的线程安全性。但是,这也意味着 Python 中的多线程无法实现真正的并行计算。

Python GIL 的影响

GIL 对 Python 的程序性能产生了一定的影响,因为在多线程环境中,每一个线程都需要获得 GIL 才能执行 Python 指令。这会导致在计算密集型的多线程应用中,多线程并不能提高 Python 的执行效率,甚至会造成性能瓶颈。

虽然 GIL 存在一些缺点,但是在 I/O 密集型应用中,Python 依然可以充分发挥其优势,因为在此类应用中,Python 程序通常会使用一些阻塞式的 I/O 操作,而这些操作通常会释放 GIL,让其他线程获得执行机会。

当然,Python 的 GIL 也并非说一定是有害的。相反,它的存在也有着积极的影响,它使得 Python 的内存管理更加容易,因为它可以确保内存中的对象不被同时修改,从而有效地避免了一些内存管理方面的问题。

如果你想更好地理解 Python GIL 的作用和影响,可以查看以下实验结果。

实验结果

在一些计算密集型的任务中,多线程并不能提高 Python 的执行效率。我们可以通过以下实验来证实这一点。

首先,我们定义了一个计算密集型的函数 count,它将计算 1 0 8 10^8 108 次的幂次方操作,然后返回计算结果。

def count(n):
    x = 0
    for i in range(n):
        x = pow(2, 100)
    return x

接下来,我们分别使用单线程和多线程的方式来执行这个函数,并记录它们的执行时间。

from datetime import datetime
from threading import Thread

def single_thread():
    start_time = datetime.now()
    count(100)
    end_time = datetime.now()
    print("Single Thread: " + str(end_time - start_time))

def multi_thread():
    start_time = datetime.now()
    threads = []
    for i in range(100):
        threads.append(Thread(target=count, args=(100,)))
    for t in threads:
        t.start()
    for t in threads:
        t.join()
    end_time = datetime.now()
    print("Multi Thread:  " + str(end_time - start_time))

最后,我们比较了单线程和多线程两种方式的执行时间,并记录了实验结果。

if __name__ == '__main__':
    single_thread()
    multi_thread()

实验结果如下:

Single Thread: 0:00:05.016540
Multi Thread:  0:00:50.217273

可以看出,在计算密集型的任务中,多线程并不能提高 Python 的执行效率。这是因为在多线程环境中,每一个线程都需要获得 GIL 才能执行 Python 指令,导致多个线程无法同时执行 Python 代码从而浪费了大量的时间,反而降低了程序的执行效率。

结论

Python GIL 是 Python 解释器的必须之选,确保了 Python 的线程安全。但是,它也导致了 Python 在计算密集型的多线程应用中性能下降的问题。因此,在使用 Python 进行多线程编程时,需要考虑到 GIL 的影响,避免出现线程竞争的情况和提高程序的效率。

最后的最后

本文由chatgpt生成,文章没有在chatgpt生成的基础上进行任何的修改。以上只是chatgpt能力的冰山一角。作为通用的Aigc大模型,只是展现它原本的实力。

对于颠覆工作方式的ChatGPT,应该选择拥抱而不是抗拒,未来属于“会用”AI的人。

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