Python线程和GIL

Question

假设我有一个线程和程序的主要部分。因为GIL，一个线程应该一次工作，对吧(而不是同时)？但是，如果其中一个线程是无限循环(或者两者都是)呢？

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

它们将并行运行，但实际上不是并行的。操作系统将频繁地在两个线程之间来回切换，以便它们都能够完成自己的工作。这就是“并发”的含义；一个线程不需要等待另一个线程完成，它就可以开始工作。但由于GIL，它们实际上永远不会同时运行，因为它们都是在不同的内核上并行运行的。每个线程都会运行一段时间，在其他线程运行时暂停，然后再次开始运行，然后暂停，依此类推。

如果只运行示例代码，这一点很容易理解。下面是我机器上的输出：

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

显然，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fibonacci序列：

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()

在只运行test的情况下(所以没有第二个线程)，我得到以下输出：

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，我会得到如下结果：

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

正如你所看到的，性能会受到很大的影响。

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，因为在这种情况下，两个线程实际上都可以并行运行。这在上面的例子中并不适用，因为两个线程都没有做释放GIL的工作。