在多线程Python代码中，是否因为GIL而不需要锁？

Question

如果您依赖一个具有全局解释器锁（即CPython）的Python实现并编写多线程代码，那么您真的需要锁吗？

如果GIL不允许多条指令并行执行，那么共享数据就没有必要进行保护吗？

抱歉，如果这是一个愚蠢的问题，但这是我一直想知道的关于多处理器/核心机器上的Python。

同样的事情也适用于任何其他具有GIL的语言实现。

Answer 1

如果在线程之间共享状态，则仍然需要锁。GIL只在内部保护解释器。您自己的代码中仍然可能有不一致的更新。

例如：

#!/usr/bin/env python
import threading

shared_balance = 0

class Deposit(threading.Thread):
    def run(self):
        for _ in xrange(1000000):
            global shared_balance
            balance = shared_balance
            balance += 100
            shared_balance = balance

class Withdraw(threading.Thread):
    def run(self):
        for _ in xrange(1000000):
            global shared_balance
            balance = shared_balance
            balance -= 100
            shared_balance = balance

threads = [Deposit(), Withdraw()]

for thread in threads:
    thread.start()

for thread in threads:
    thread.join()

print shared_balance

在这里，您的代码可以在读取共享状态（balance = shared_balance）和将更改的结果写回（shared_balance = balance）之间被中断，从而导致丢失更新。结果是共享状态的随机值。

为了使更新保持一致，run方法需要锁定read-modify-write部分周围的共享状态（在循环内）或具有some way to detect when the shared state had changed since it was read。

Answer 2

不-GIL只是保护python内部不受多个线程改变其状态的影响。这是一个非常低级的锁定，仅足以使python自己的结构保持一致的状态。它不包括在您自己的代码中覆盖线程安全所需的应用程序级别锁定。

锁定的本质是确保特定的代码块只由一个线程执行。GIL对单个字节码大小的块强制执行此操作，但通常您希望锁跨越比此更大的代码块。

Answer 3

添加到讨论中：

因为GIL存在，所以有些操作在Python中是原子的，不需要锁。

http://www.python.org/doc/faq/library/#what-kinds-of-global-value-mutation-are-thread-safe

然而，正如其他答案所述，只要应用程序逻辑需要锁（例如在生产者/消费者问题中），您仍然需要使用锁。