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python中多线程调度机制以及GIL

2024-07-06 14:23:56   223人阅读

总结下python中线程调度机制.

对于线程调度机制而言，同操作系统的进程调度一样，最关键是要解决两个问题:
1.在何时选择挂起当前线程，并选择处于等待的先一个线程呢？
2.在众多等待的线程中，选择哪一个作为激活线程呢？

在python多线程机制中，这个两个问题是有两个层次解决的。

如，进程间的切换，当发生了时钟中断，操作系统响应时钟中断，并在这个时候开始进程的调度。 同样的，python也是通过软件模拟了这样的时钟中断，来激激活线程的调度。
我们知道，python字节码解释器是按照指令，顺序一条一条地执行。这就可以在python内部维护一个数值，即就是时钟。如果为N，即当执行了N条指令后，就应该立即启动线程调度机制。
import sys
sys.getcheckinterval()
同时也可以通过sys.setcheckinterval()来调节这个值。

那么接下来，python该在等待的线程中选择哪一个执行呢？ 答案是：不知道。 因为python完全没有插手。 由于python是建立在操作系统的原生线程上，所以这样头大的事情就交给操作系统吧。由于不同操作系统的调度机制不一样，故，python提供了一层抽象机制，即  thread（c 实现）以及在其之上的threading（python实现）。  multiprocessing ？？

python线程的创建。

通过源码分析，主要完成三个动作：
1.创建并初始化bootstate的结构体 boot，在boot中，将保存关于线程的一切信息，如，线程过程，线程过程的参数。
2.初始化python的多线程环境。（创建GIL）
3.以boot为参数，创建操作系统的原生线程。
特别说明：python启动时，是并不支持多线程的，换句话说，python的多线程的数据结构以及GIL都是没有创建的，这样做，是因为python代码，大部分都不需要多线程的支持。

因为对多线程的支持是有一定代价的：如果激活了多线程机制，而执行的python程序中没有用到多线程，那么在100条指令之后，python虚拟机同样会激活线程的调度。这样就多了一些无用功。

所以，python就把这些留给用户方便、灵活地去控制了。

GIL是什么？ 看看源码的主要定义，及其初始化：
typedef struct NRMUTEX {
    LONG owned；
    DWORD thread_id；
    HANDLE hevent；
} NRMUTEX， *PNRMUTEX；

BOOL InitializeNonRecursiveMutex（PNRMUTEX mutex）
{
    mutex->owned = -1；
    mutex->thread_id = 0
    mutex->hevent = CreateEvent（NULL， FALSE， FALSE， NULL）
    return mutex->hevent ！= NULL；// True if the mutex is created


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