浅析python中的GIL锁和协程

GIL锁

GIL锁Global Interpreter Lock(全局解释器锁)

是基于c语言的cpython下的多线程的机制。

解决多线下程造成的数据完整性和同步的问题。

也就是说同一时间，只有一个线程可以执行。

当前线程遇到I/O，或者字节码执行100行（python2，python3中使用计时器时间到达阈值释放GIL），才会释放GIL锁。

只有当GIL锁释放后，才会切换其他线程运行。

在切换线程的过程中也会耗费资源。

多核多线程

多核多线程的情况下，由于GIL锁的，只能一个cpu执行当前任务。

切换后也只有一个cpu在执行任务，一定时间后GIL释放机制，又会切换cpu。

切换造成资源浪费。而一个cpu执行的过程中，其他cpu被闲置，也是浪费资源。

多线程在计算密集型

在计算密集型的情况下，不建议使用多线程。计算过程中，单线程一直在同一任务下执行，执行100行字节码（python2），没有执行完，切换了线程的，切换过程也会增加损耗，多线程会比单线程，执行更长的时间。

多线程在I/O密集型

在I/O密集型的情况下，推荐使用多线程。单线程与I/O会阻塞等待，直到I/O结束，继续执行。多线程遇到I/O，会切换执行下一线程任务，更合理的使用了cpu资源，提升执行效率。

协程

在使用多线程的时，每个线程遇到IO的情况下，等待IO结束期间被闲置，这种情况被视为一种资源浪费。而协程不会也这种情况，协程可以使一个线程切换任务，使一个线程分片执行任务。

1. 协程基于异步IO

   单纯协程只能人为的指定在什么情况下切换。不过协程和异步IO结合使用，可以达到遇到IO就切换的效果。异步IO的常用模块gevent，gevnet里面使用协程的方法是greenlet。

2. 协程基于事件循环（IO多路复用）

   I/O多路复用，通过一种机制，可以监视多个文件描述符，一旦描述符就绪（读就绪和写就绪），能通知程序进行相应的读写操作。其中Socket模块的setBlocking(Flase)起到了遇到IO不等待（非阻塞）的继续执行任务的作用 。selector起到了接收回调信号的返回结果，通知程序做对应处理的作用。Twisted和Tornado都是基于事件循环的方式处理。