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  • Python如何支持并发?

    由于GIL(Global Interpreter Lock)的存在使得在同一时刻Python进程只能使用CPU的一个核心,也就是对应操作系统的一个
    内核线程,对于一个Python web程序,如果有个请求,并且都是长耗时的计算任务(占用),这个程序在接受第一个请求后
    还能处理别的请求么?假如web程序接受到请求就while True了:

    def handle_request(request):
        while True:
            pass
    

    从代码上理解,Python只有一个真正的执行线程,代码走到while True就占用唯一的一个cpu核心了,它还有机会处理
    别的任务么?

    来启动两个线程都进行while True ,观察他们是否都能执行来模拟那两个请求:

    import time, threading
    
    def f1(name):
        while True:
            print(name)
            time.sleep(1)
    
    threading.Thread(target=f1, args=('f1', )).start()
    threading.Thread(target=f1, args=('f2', )).start()
    

    输出结果:

    f1
    f2
    f2f1
    
    f2
    f1
    ...
    

    实际上使用Django(一个Python Web 框架)测试,即使一个请求执行了while True这样的代码,它还是可以处理别的请求(支持并发);

    来解释一下为什么两个while True 都能执行:
    还是用GIL这把锁,第一个while True的线程拿到这把锁才能执行,然后它执行了一个print(name)接着把锁释放了,
    它就暂停了,接着第二个while True线程拿到GIL后开始执行,围绕GIL交替执行,就实现了Python的多线程。

    总结一下:

    while True也不能一直持有CPU资源,它也是执行一会歇一会,这就给了其他进程机会,这里面有两个关键点:

    1. 如何抢到这把锁
    2. 如何释放锁

    抢锁,排队。给lock安排一个队列,想执行的进这个队列。

    释放锁的有点类似进程调度:

    • 划分时间片(执行一样的时间)
    • 执行指令计数(执行一样的指令次数)
    • 碰到IO操作(被动等待)
    • 主动等待(wait/join/sleep)

    碰到IO操作,需要等待IO设备完成计算才能继续执行线程,这段时间内不占用CPU资源,先把锁释放了。
    主动等待,典型的就是sleep,主动放弃锁,等到一定时机再重新执行。

    以上分析 说明Python支持并发,但是由于无法利用多核处理器优势,对于大量并发下的计算密集型应用
    不适合使用Python。

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