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Python 中有一把驰名的锁——全局解释器锁（Global Interpreter Lock，简写 GIL），它的作用是避免多个本地线程同时执行 Python 字节码，这会导致 Python 无奈实现真正的多线程执行。（注：本文中 Python 解释器特指 CPython）
这把锁在 Python 的晚期倒退中具备踊跃的作用（单核 CPU 时代），然而，它妨碍了 Python 在多核 CPU 上的并行编程，引起了开发者们一劳永逸的诟病。
GIL 影响的次要是 CPU 密集型工作，比方科学计算与数值计算工作。
在最近公布的 PEP-703 中，它概括了 GIL 对科学计算（次要是 AI/ML）造成的四类问题：
- GIL 导致许多并行化操作难以表白（影响强化学习、DeepMind、医学医治及生物钻研等畛域）
- GIL 影响了 Python 库的可用性（例如 PyTorch、scikit-learn、NumPy）
- GIL 导致无奈充分利用 GPU 资源（例如计算机视觉工作）
- GIL 导致难以部署 Python AI 模型（例如基于神经网络的 AI 模型）
社区中想要移除 GIL 的呼声以及尝试，此起彼伏，绵绵不绝，但这个话题始终悬而未决。
埋怨、质疑、不满、不甘、期盼等这些诸多的情绪，不是那么容易平息的。然而，从一个积重已久的宏大的我的项目中移除一个根基性的设计，又谈何容易？
2023 新年刚过，这个话题又一次热了起来，又一轮对 GIL 的挑战开始了。
这一次，事件仿佛有了新的转折，这次兴许能胜利了呢？
PEP-703 在往年 1 月 9 日新鲜出炉，尽管它目前仍是“草案”状态未被驳回，然而这份 PEP 的意义非常重大！
（注：每个 Python 学习者都应该根本理解 PEP，倡议浏览《学习 Python，怎能不懂点 PEP 呢？》）
这个 PEP 的作者是 Sam Gross，他是 nogil 我的项目的作者。Python 猫的老读者应该有印象，咱们在 2021 年曾翻译过他与 Python 外围开发者们的一次研讨会的纪要，这份纪要里概括了 nogil 的次要设计思路，同时答复了外围开发者们最为关注的约 20 个问题。
通过一年多工夫的积淀，nogil 我的项目当初终于造成了正式的 PEP，这意味着它被驳回进 Python 主分支的可能性变大了一些啦！
PEP 的题目是《使 CPython 的 GIL 成为可选项》（Making the Global Interpreter Lock Optional in CPython），内容详实，注释超过 1 万字，这个体量的 PEP 相对够得上排在所有 PEP 的前十了。
简略而言，这份提案提议给 CPython 减少一个构建时配置项 --disable-gil，作用是构建出一个线程平安的无 GIL 的解释器。
为了实现无 GIL 的解释器，Python 底层的局部设计必须作出变更，内容能够概括成四类：
- 援用计数
- 内存治理
- 容器线程平安
- 锁和原子 API
如果这份 PEP 被驳回实现的话，它会带来一个不容忽视的问题：Python 将公布两个不同版本的解释器，而第三方库也要相应地开发 / 保护 / 公布两个版本的软件包。
PEP-703 的作者也思考到了这个问题，他提出的解决方案是与 Anaconda 一起公布无 GIL 的 Python，同时在 conda 里集中公布治理那些兼容了新 Python 的库。
思考到 Anaconda 在科学计算与数值计算畛域的弱小影响力，此举既能较好地施展 nogil Python 的用途，又能缩小用户及三方库开发者面对两种发行版时的割裂感。
值得注意的是，nogil 的 Python 还有一个更大的问题，那就是会影响单线程程序的性能。
基于 Python 3.11 版本，实现了有偏见的援用计数及永生对象后，Python 单线程性能会变慢 10%。
只管这个数值在最新的 nogil 原型版本上能够升高到 5%，然而，另外至多还有两项难以躲避的性能降落点：
- 2% – 全局的自在列表（次要是元组和浮点数自在列表）
- 1.5% – 汇合中每个对象的互斥锁（字典、列表、队列）
单线程的代码才是最宽泛的应用场景，能够说这会影响到每一个 Python 用户。任何试图移除 GIL 的我的项目都不可避免要面临这项挑战。
只管存在着以上的两大问题，但 PEP-703 还是很有可取之处的。
比方，相比于 2015 年提出的驰名的 Gilectomy 我的项目（由 GIL ectomy 两个单词组合而成，ectomy 是一个医学上的术语“切除术”），nogil 在单线程的性能上要快得多，同时可扩展性也更好。
比方，相比于 2021 年炽热的“香农打算”的作者 Eric Snow 提出的 PEP-684 计划（给每个子解释器创立 GIL），后者一方面须要实现作为前提的多个 PEP（如 PEP-554、PEP-683），另一方面须要用户解决多子解释器间共享变量的麻烦。
在香农打算的《Python 3.12 指标》中，PEP-554 与 PEP-684 曾经囊括在内了，版本指标是充分利用 Python 的子解释器，让子解释器应用各自的 GIL，从而实现多线程的并行。
好消息是，3.12 的打算跟本文的配角 PEP-703 并不抵触。事实上，它们的很多设计细节是统一的，也就是说，这两套对于 GIL 的革新计划是能够共存的，它们相互促进，事倍功半！
香农打算有 Python 之父 Guido van Rossum 站台，还有财大气粗的微软反对着一支奢华的团队投入开发（含 Guido 和 Eric Snow），因而，多解释器多 GIL 的计划很可能会更快落地。
而 PEP-703 有 PSF 首位全职开发者 Łukasz Langa 的倾力反对，社区的反应也不错，我感觉它今后落地的心愿也挺大！
无论如何，这次香农打算和 PEP-703 掀起的对 GIL 的挑战，比以往所有的尝试都更剧烈，更有胜利的可能，让人不由得心生欢喜之喜~~
但愿它们实现的一天不会太远吧。
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