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編輯:杜偉、陳萍

這次,Python/ target=_blank class=infotextkey>Python 將不再是人們所說的偽多線程了。

「Python 中的 GIL 將不復存在,這是人工智能生態系統領域中的巨大勝利。」PyTorch 核心維護者 Dmytro Dzhulgakov 感慨道。

GIL 是什么?GIL 的全稱是 Global Interpreter Lock(全局解釋器鎖),它不是 Python 獨有的,而是在實現 CPython(Python 解釋器)時引入的一個概念。我們可以將 GIL 理解為一個互斥鎖,用來保護 Python 里的對象,防止同一時刻多個線程執行 Python 的字節碼,從而確保線程安全。

圖源:

https://realpython.com/python-gil/

然而,GIL 存在一個弊端,即在同一時刻只能有一個線程在一個 CPU 上執行,無法將多個線程映射到多個 CPU 上,使得 Python 并不能實現真正的多線程并發,從而降低了執行效率。

現在,Python 團隊已經正式接受了刪除 GIL 的這個提議,并將其設置為可選模式,可謂是利好廣大開發者。

做出這一貢獻的是一位來自 Meta 的名叫 Sam Gross 的軟件工程師,他花費了四年多的時間才完成這一工程。

在得知這一消息后,大家紛紛叫好,深度學習三巨頭之一的 Yann LeCun 發文祝賀:沒有了 GIL,現在,Python 代碼可以自由的執行多線程了。

「Python 中終于沒有 GIL 了!」

「這是一個里程碑式的決定,是編碼社區所熱切期待的。」

具體細節如何,我們接著看下文。

CPython 核心開發者 Thomas Wouters 撰文描述了 Python 中的無 GIL 細節,并對未來發展做了展望。

非常感謝所有人對無 GIL 提議的反饋,整體上都持積極的支持態度。指導委員會打算接受無 GIL 提議,并就以下具體細節與大家分享。

我們的基本設想是:

  • 長期來看(大約 5 年以上),no-GIL 構建應是唯一的構建;
  • 我們希望非常謹慎地向后兼容。我們不希望出現另一個 Python 3 的情況,所有適應 no-GIL 構建所需的任何第三方代碼更改應只適用于 with-GIL 構建(盡管仍要解決更老 Python 版本的向后兼容性問題)。這不適用于 Python 4。我們仍在考慮對這兩個構建的 ABI 兼容性和其他細節的要求,以及對向后兼容性的影響;
  • 在我們承諾完全轉向 no-GIL 之前,需要看到社區的支持。我們不能只是更改默認設置,更希望社區弄清自己需要做什么工作來給予支持。我們核心開發團隊需要獲得新構建模式及相關所有內容的經驗。我們要整理現有代碼中的線程安全性,因而需要弄明白新的 C API 和 Python API。我們在獲得這些洞見時還需要傳達給 Python 社區的其他人,并確保自身想要做出的更改以及希望他們做出的更改是可取的;
  • 在我們默認 no-GIL 設置之前的任何時候,如果事實證明了,它的破壞性太大導致收益太少,我們希望能夠改變主意。這也就意味著我們會回滾所有工作,因此在我們確定要將 no-GIL 設為默認方式之前,特定于 no-GIL 的代碼在某種程度上應是可識別的。

目前,我們認為未來的道路分為以下三個階段:

  • 短期內,我們會將 no-GIL 構建作為一種實驗性構建模式,大概是在 3.13 版本(也有可能推遲到 3.14 版本)。之所以是實驗性的,是因為我們核心開發團隊雖然支持這一構建模式,但不期望整個社區都會支持它。我們需要時間弄清自己要做什么,至少在 API 設計以及打包和分發方面,從而得到社區的支持。我們也不鼓勵 distributor 將實驗性 no-GIL 構建作為默認解釋器發布。
  • 中期來看,在我們確信得到足夠的社區支持并使 no-GIL 的生產使用可行后,我們將支持 no-GIL 構建,但不是默認方式,而是在某個目標日期或某個 Python 版本中使它成為默認方式。具體的時間將取決于很多因素,比如 API 更改最終兼容性如何、社區認為他們仍然需要做多少工作等。我們預計這至少需要一至兩年的時間。一旦我們宣布支持,預計將有一些 distributor 會開始默認發布 no-GIL。
  • 長期來看,我們希望 no-GIL 成為默認方式,并刪除 GIL 的所有痕跡(但不會不必要地破壞向后兼容性)。我們不希望等待太長時間,畢竟兩種常用的構建模式同時存在會給社區造成很大的負擔(比如需要雙倍測試資源和 debug 場景)。但是我們也不能急于求成。我們認為這一過程將需要花費五年的時間。

當然在整個過程中,我們整個開發團隊將需要實時評估進程并對時間線進行調整。

參考鏈接:

https://discuss.python.org/t/a-steering-council-notice-about-pep-703-making-the-global-interpreter-lock-optional-in-cpython/30474

https://Twitter.com/dzhulgakov/status/1685667015800066048

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