GIL 锁或将在 CPython 中成为可选项

近日，Python 指导委员会计划通过 PEP 703 提案，旨在将全局解释器锁（GIL）设为 CPython 中的可选项。GIL的可选化预计将加强 Python 在多核处理器上的并行处理能力，提升多线程程序性能。提案中建议新增一个配置项 --disable-gil，以便用户可自主关闭或开启 GIL。

PEP 703 提案的通过意味着 Python 正在逐步成为一个支持多线程和并发的语言。GIL 的存在是由于 Python 的内存管理系统并不支持多线程访问，为了保证线程安全，GIL 让只有一个线程可以同时访问对象。尽管过去多个项目试图移除 GIL 提升多线程性能，但往往以牺牲单线程性能为代价，这对于大多数使用单线程的 Python 应用程序来说并不划算。

为了解决 GIL 的问题，提案中提出了多种方法来保障引用计数的线程安全，同时尽量减少对单线程程序性能的影响。这些方法包括：

• Biased reference counting，区别对待单线程和多线程对象的引用计数。
• Immortalization，免去某些永不回收对象的引用计数。
• Thread-safe memory allocation，改进垃圾收集器以便线程安全地分配内存。
• Deferred reference counting，延迟特定对象的引用计数。
• A revised garbage collector，修改垃圾收集器以优化循环引用处理。

实现 PEP 703 是个长期项目，计划分为三个阶段：

1. no-GIL 版本首先作为可选项推出，供社区实验性使用。
2. 随后，no-GIL 构建将成为 CPython 支持的正式版本之一。
3. 最终，no-GIL 构建将设为默认选项，GIL 相关代码从 CPython 中移除。

尽管技术挑战颇多，但更大的挑战在于保持 Python 生态系统的连贯性并确保 no-GIL Python 不引入新问题。考虑到 Python 2 到 Python 3 的过渡带来的困难，此次改变必须保持向后兼容性。总的来说，尽管移除 GIL 存在风险和挑战，但它也带来了 Python 在并行处理上所期望的巨大潜力。

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