Python多进程能否突破GIL限制实现多CPU并行?每个进程是否拥有独立的GIL?

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Python多进程能否突破GIL限制实现多CPU并行?每个进程是否拥有独立的GIL?

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多进程没有 GIL 限制


核心答案:

是的,Python多进程可以突破GIL限制实现多CPU并行,并且每个进程都拥有自己独立的GIL。

详细解释:

GIL(全局解释器锁)是CPython解释器中的一个机制,它确保同一时刻只有一个线程执行Python字节码。这导致多线程程序在CPU密集型任务上无法有效利用多核CPU。

多进程通过创建多个独立的Python解释器进程来绕过这个限制。因为每个进程都是独立的操作系统进程,它们拥有:

  1. 自己独立的内存空间
  2. 自己独立的Python解释器实例
  3. 因此,每个进程都有自己的GIL

这样,多个进程就可以真正并行地在多个CPU核心上同时执行Python代码,实现真正的并行计算。

代码示例(CPU密集型任务对比):

import multiprocessing
import threading
import time

def cpu_bound_task(n):
    """模拟CPU密集型计算"""
    count = 0
    for i in range(n):
        count += i * i
    return count

def test_threads():
    """多线程版本 - 受GIL限制"""
    threads = []
    start = time.time()
    
    for _ in range(4):
        t = threading.Thread(target=cpu_bound_task, args=(10000000,))
        threads.append(t)
        t.start()
    
    for t in threads:
        t.join()
    
    print(f"多线程耗时: {time.time() - start:.2f}秒")

def test_processes():
    """多进程版本 - 突破GIL限制"""
    processes = []
    start = time.time()
    
    for _ in range(4):
        p = multiprocessing.Process(target=cpu_bound_task, args=(10000000,))
        processes.append(p)
        p.start()
    
    for p in processes:
        p.join()
    
    print(f"多进程耗时: {time.time() - start:.2f}秒")

if __name__ == "__main__":
    print("=== CPU密集型任务测试 ===")
    test_threads()    # 通常耗时较长,因为GIL导致线程无法并行
    test_processes()  # 通常耗时较短,多个进程真正并行执行

运行结果分析:

  • 多线程版本:由于GIL的存在,多个线程实际上是在单个CPU核心上交替执行
  • 多进程版本:每个进程在独立的CPU核心上并行执行,速度明显更快

适用场景建议:

  • 用多进程:CPU密集型计算、需要真正并行执行的任务
  • 用多线程:I/O密集型任务、需要共享内存的轻量级并发

一句话总结:多进程是绕过GIL实现真正并行的标准方案。

一个进程一个 GIL

可以实现

一个进程一个解释器一个 GIL,多进程就有多个解释器多个 GIL

当然是一个进程一个 GIL 了,不然开多进程提升效率是为什么?

据我了解到的 Python 社区解决此类问题的套路
重 IO
1. 多线程还是可以用用的
2. 协程 /asyncio/gevent 等等
3. 多进程,每个核放一个 Python 进程
4. PyPy


重 CPU
1. 多进程
2. 关键模块用 C 重写, 规避 GIL 的限制
3. PyPy

可以吃满 CPU,用 htop 看非常爽

不涉及 shell 的话可以用 py 带的 multiProcess 里面的 pool 实现进程池
pool 默认是开 机器 cpu 个数的进程

谢谢各位的回复!:)

它相当于把 GIL 也复制了一份(因为是不同的 VA )。

任何锁如果复制一份都会失效的。。。

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