線程這個(gè)概念早在多核CPU出現(xiàn)之前就提出來了，單核時(shí)代的多線程主要是為了讓CPU盡量不處于空閑狀態(tài)，使其計(jì)算能力始終能得到利用。但本質(zhì)上講，在任意時(shí)刻只有一個(gè)線程在執(zhí)行。

盡管任意時(shí)刻只有一個(gè)線程在執(zhí)行，但是依然有些問題需要解決，其中最重要的就是線程安全。這個(gè)問題的來源很簡單，我之前說過，CPU對指令是一條一條執(zhí)行的，不過要注意的是，高級語言中的一行代碼在匯編語言層面上，可能由多條匯編指令組成的。舉一個(gè)簡單的例子，在c語言中對某個(gè)變量做自增操作：

int a = 0; int add(){a += 1;return a; }

不過變成匯編指令就不這么簡單了,其中實(shí)現(xiàn)自增的主要是這兩條指令（大部分指令省略）：

movl a(%rip), %eaxaddl $1, %eax

這里之所以在例子中使用全局變量，是因?yàn)榫€程安全和數(shù)據(jù)同步主要是針對全局變量這類可以共享的資源。上面的a(%rip)表示全局變量a的值，%eax是一個(gè)寄存器。第一條指令表示把a(bǔ)的值保存在eax寄存器中，第二條指令對eax中的值加上1。
我們來考慮一個(gè)情況：現(xiàn)在有兩個(gè)線程A，B，都要調(diào)用add()函數(shù)，那么a的預(yù)期值應(yīng)該是2。如果線程A執(zhí)行完第一條指令后，發(fā)生了上下文切換，此時(shí)eax寄存器的值是a的初始值0，CPU去執(zhí)行線程B，線程B執(zhí)行完畢后，把1返回給a(%rip)，再恢復(fù)執(zhí)行線程A，由于線程A不會(huì)再去執(zhí)行第一條指令，因此eax寄存器的值不會(huì)被更新，依舊是0，線程A執(zhí)行完畢后，把1返回給a(%rip)。最終，a(%rip)的值是1而不是2。
上面這種情況就是我們常說的數(shù)據(jù)不同步，或者線程不安全。對此，人們提出了很多方法，比如原子操作，互斥鎖等等，出發(fā)點(diǎn)主要是以下兩種：

保證操作不被線程調(diào)度機(jī)制打斷，要么全部完成，要么全部不做；

即使操作被線程調(diào)度機(jī)制打斷，別的線程也無法獲得相關(guān)資源的使用權(quán)。

現(xiàn)在回到python這門語言上。荷蘭人Guido van Rossum為了打發(fā)時(shí)間，于1989年發(fā)明了腳本語言python。和java類似，python源碼首先會(huì)被編譯成字節(jié)碼（python項(xiàng)目中的pyc文件），然后由解釋器進(jìn)行解釋。類似于在高級語言和匯編語言之間還多了一層中間語言。

上圖中，一個(gè)python表達(dá)式可以由多個(gè)解釋器指令構(gòu)成，一個(gè)解釋器指令又可以被分成多個(gè)匯編指令，這意味著一個(gè)解釋器指令可能在執(zhí)行過程中被打斷，事實(shí)也確實(shí)是這樣，python的解釋器CPython并不是線程安全的。所以，為了保證線程安全，首先要做到讓一個(gè)解釋器指令能不受線程調(diào)度影響被執(zhí)行完畢，對此python解釋器的開發(fā)者們搗鼓出了python全局解釋器鎖，簡稱GIL。GIL在任一時(shí)刻只允許運(yùn)行一個(gè)線程，當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行時(shí)間達(dá)到閾值時(shí)，釋放GIL，這樣連線程調(diào)度也變得簡單了許多。
那么GIL是不是解決了線程安全的問題了呢？沒有。這是python中的一個(gè)深坑。下一篇博客我會(huì)寫一些自己在學(xué)習(xí)GIL時(shí)的心得。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的玩转python（2）多线程的历史2的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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