Python 线程和 GIL

Question

假设我有一个线程和程序的主要部分。由于 GIL，一个线程应该一次工作(而不是同时工作)吗？但是，如果其中一个线程是一个无限循环(或两者都是无限循环)怎么办？

这两个进程会并行运行吗？

def test():
    while True:
       print "hello"

def test2():
    while True:
       print "hi"

def start_thread():
    try: 
        thread.start_new_thread( test2,() )
    except:
        print "Error: Unable to start thread"
start_thread()
test()

Answer 1

它们会同时运行，但实际上不是并行。操作系统会频繁地在两个线程之间来回切换，以便它们都能完成各自的工作。这就是“并发”的意思；一个线程不需要等待另一个线程完成就可以开始工作。但是由于 GIL，它们实际上永远不会同时运行，每个都在不同的内核上并行运行。每个线程都会运行一段时间，在另一个线程运行时暂停，然后再次开始运行，然后暂停，等等。

如果您只是运行您的示例代码，这很容易查看。这是我机器上的输出:

hello
hi
hello
hi
hello
hi
hello
hi
hello
hi
hello
hi
hello
hi
hello
hi
hello
hi

很明显，两个线程都在运行。每个线程的运行速度都比程序中只有一个线程运行时慢。

考虑这个例子，其中每个线程计算斐波那契数列:

import thread
import time


def fib(n):
    if n <= 1:
        return n

    return fib(n-1) + fib(n-2)

def test():
    while True:
       start = time.time()
       out = fib(32)
       print "hello %s: %s" % (out, str(time.time() - start))

def test2():
    while True:
       out = fib(20)

def start_thread():
    try: 
        thread.start_new_thread( test2,() )
    except:
        print "Error: Unable to start thread"
#start_thread()
test()

只有 test 运行(所以没有第二个线程)，我得到这个输出:

hello 2178309: 0.953778982162
hello 2178309: 0.954975128174
hello 2178309: 0.95578789711
hello 2178309: 0.949182033539

如果我也在后台启动 test2，我会得到这个:

hello 2178309: 4.07990288734
hello 2178309: 4.08523893356
hello 2178309: 2.51651597023
hello 2178309: 2.13291287422
hello 2178309: 2.19885015488

如您所见，性能会受到巨大影响。

请注意，如果其中一个线程正在做一些释放 GIL 的事情——比如阻塞 I/O，或者调用释放 GIL 的 C 库——你不会看到这种性能下降，因为在那种情况下这两个线程实际上可以并行运行。这不适用于上面的示例，因为两个线程都没有执行释放 GIL 的工作。