CPython

CPython是Python的一种实现，它是官方解释器之一，而Python是编程语言本身的名称。然后CPython里面就有一个机制GIL(全局解释器锁)，它是CPython中的一个重要特性，它对多线程程序的执行方式产生了影响。

GIL机制

什么是GIL机制？

1.在python解释器中有一把GIL锁，它的本质是一把互斥锁。

因为GIL锁的存在同一个进程下开启的多线程，同一时刻只能有一个线程执行，无法利用多核优势

2.GIL可以比喻成执行权限，同一进程下的所有线程要想执行都需要抢这个权限

3.GIL是CPython中的一个机制叫做全局解释器锁。

Jython、IronPython 和 PyPy（了解）

Jython:
- Jython 是 Python 在 Java 平台上的实现。
- 它将 Python 代码编译成 Java 字节码，从而可以与 Java 代码集成，并直接使用 Java 生态系统的各种库和工具。
- Jython 具有与 CPython 不同的特性和行为，因为它在 Java 虚拟机上运行，不受 GIL 的限制。
IronPython:
- IronPython 是 Python 在 .NET 平台上的实现。
- 它可以与 .NET 语言（如 C#）相互调用，并利用 .NET 生态系统的各种库和工具。
- 类似于 Jython，IronPython 不受 GIL 的限制。
PyPy:
- PyPy 是一种 Python 解释器，其目标是提供更高的性能。
- PyPy 使用即时编译技术，可以加速 Python 代码的执行速度，相对于 CPython，它通常更快。
- 尽管 PyPy 仍然具有 GIL，但由于其性能改进，它在某些情况下可以更好地处理多线程并发。

同时这三个不受GIL机制的影响

为什么要有GIL机制

在并发编程里面垃圾回收机制需要有GIL机制来保证安全

这个GIL了解就行了，就当扩展看看。

例子

我现在有四个任务需要处理，处理方式肯定是要玩出并发的效果，解决方案：

方案一：开启四个进程

方案二：一个进程下，开启四个线程

下面给出具体类型：

计算密集型

每个都要计算10s

多线程：

在同一时刻只有一个线程会被执行，也就意味这每个10s都不能省，分开每个都要计算10s，共40s

测试代码如下:

import time
from threading import Thread


# 计算密集型（多线程）
def work1():
    res = 0
    for i in range(100000000):
        res += 1


if __name__ == '__main__':
    t_list = []
    start = time.time()  # 这里输出开始的时间
    for i in range(4):
        t = Thread(target=work1)
        t_list.append(t)
        t.start()
    for t in t_list:
        t.join()
    end = time.time()

    print('多线程', end - start)  # 多线程运行这个跑了14.351047039031982秒

多进程：

可以并行的执行多个线程，10s+开启进程的时间

测试代码入如下:

import time
from multiprocessing import Process


# 计算密集型（多进程）
def work1():
    res = 0
    for i in range(100000000):
        res += 1


if __name__ == '__main__':
    t_list = []
    start = time.time()  # 这里输出开始的时间
    for i in range(4):
        t = Process(target=work1)
        t_list.append(t)
        t.start()
    for t in t_list:
        t.join()
    end = time.time()

    print('多进程', end - start)  # 多进程运行此代码用了4.870921611785889秒

这两个代码的比拼结果如下

通过结果说明了这个集型适合用多进程

io（输入/输出）密集型

4个任务每个任务90%大部分时间都在io

每个任务io10s

多线程：

可以实现并发，每个线程io的时间不咋占用CPU，10s + 4个任务的计算时间

测试代码如下：

# io密集型(多线程)
import time
from threading import Thread


def work1():
    x = 1 + 1
    time.sleep(5)


if __name__ == '__main__':
    t_list = []
    start = time.time()  # 这里输出开始的时间
    for i in range(4):
        t = Thread(target=work1)
        t_list.append(t)
        t.start()
    for t in t_list:
        t.join()
    end = time.time()

    print('多线程', end - start)

多进程：

可以实现并行，10s + 1个任务执行的时间+开启进程的时间

测试代码如下:

# io密集型(多线程)
import time
from threading import Thread


def work1():
    x = 1 + 1
    time.sleep(5)


if __name__ == '__main__':
    t_list = []
    start = time.time()  # 这里输出开始的时间
    for i in range(4):
        t = Thread(target=work1)
        t_list.append(t)
        t.start()
    for t in t_list:
        t.join()
    end = time.time()

    print('多线程', end - start)

两者结果对比图