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近日，开发者 Alex Waygood 在 Python 基金会博客中提到了上周刚刚举办的 Python 语言峰会上对于 Python 语言的重大议题 ——“破除”Python 语言的全局解释器锁（GIL）。
“双刃剑”：CPython —— 解释器和编译器
家喻户晓，Python 动静语言的灵活性是把“双刃剑”。这意味着能够有不同的运行时，例如 Pyston、Cinder、MicroPython、pypypy 等，它们可能反对整个语言、特定版本或子集。但如果你应用的是 Python，那么你可能正在运行 CPython。
CPython 是用 C 语言编写的规范 Python 解释器，它同时还充当着编译器，因为它的工作是在理论的解释阶段之前以字节码的模式编译 Python 代码。
CPython 有一种称为全局解释器锁 GIL（Global Interpreter Lock）的货色，能够影响线程代码，即一次只能在解释器中运行一个线程。因而，GIL 始终被看做是该语言倒退的固有限度。
之前，也始终有提案想要解决这个问题，例如将性能要害局部移到 C 或应用多个解释器。但要满足以上冀望，解释器用户的受众可能会扩充。目前有几种代替计划，例如通过专用于 JVM（Java 虚拟机）和 CLR（公共语言运行时）的计划，但以上少数现有的解决方案都有相当大的毛病。
所以基于以上背景，“不带全局解释器锁的 Python”的反对声逐步受到关注。
屡次尝试被破除：GIL 到底该如何解脱掉
直到此次的 Python 语言峰会上，Meta 高级工程总监 Sam Gross 在无关“nogil”我的项目的主题中，提出了“破除 GIL”的相干议题。
据悉，该提议是基于之前在 Python 中破除 GIL 的想法。Gross 最后在应用第三方代码的 Python 我的项目中遇到了问题，因而开始思考“如果没有 GIL”的话如何使得线程平安的进行。
后面提到过，全局解释器锁 GIL 一次只能在解释器中运行一个线程，所以当你能够保障一次只运行一个线程时，程序状态或者会更容易推理。但如果没有 GIL，援用计数、内存调配、办法解析程序缓存和垃圾收集线程则会变得不平安。
那么，该如何解脱 GIL 呢？
据报道，早前 Sam Gross 就专门对这一演变进行了探讨。因为 CPython 中的设计是“线程平安”，但它依赖于 GIL。想要解脱 GIL，首先，就要对参考计数进行重大更改。
为了晓得垃圾收集器是否能够开释内存中的对象，它会统计对该对象的所有援用。目前，援用计数是非原子性的，将所有援用计数操作更改为原子性操作会对性能造成微小影响。
Sam Gross 在该提案中应用了一种称为“有偏援用计数”（biased reference counting）的技术，用于获取本地和共享援用。本地援用能够利用非原子性操作，领有线程将本地援用和共享援用联合起来以跟踪所有权。这种办法十分实用于单线程对象，或者只被几个线程大量应用的对象。
在程序的生命周期中存在几个对象，如插入字符串、True、False 和 None，它们能够被标记为“不朽”（immortal），从而将它们的援用计数开销缩小到零。通过利用援用计数字段中的最低无效位，对象被标记为“不朽”。常常拜访但不能保障“不朽”的对象提早了援用计数，这意味着惟一须要的援用计数是当援用存储在堆上时，此更改的一个副作用是无奈立刻回收对象，因为须要扫描堆栈以查找任何残余的援用。
Sam Gross 用 mimalloc 替换了规范的 pymalloc 内存分配器，mimalloc 是 malloc 的一个替代品，提供了线程平安和性能。这种替换的益处是，这个分配器容许运行时在没有显式列表的状况下查找 GC 跟踪的对象。这是一个显著的性能晋升，但这意味着不能只替换另一个与 malloc 兼容的分配器，而冀望垃圾收集和收集具备雷同的线程安全性。
Python 尚未决定是否删除 GIL
对于为何要删除 GIL 的问题，Python 基金会博客中解释称，“为了让 Python 在没有 GIL 的状况下无效地工作，必须向大多数代码中增加新锁，以确保其放弃线程平安，但向现有代码中增加新锁可能十分艰难，因为在某些畛域可能会呈现大幅放缓。”
此次，Sam Gross“删除 GIL”的新提议仿佛曾经受到了 Python 外围开发团队其余成员的“激情”欢送。当初，要解决的次要问题是如何在 CPython 上施行如此微小的改革。
据悉，CPython 的下一个版本（或为 CPython 3.11）预计将于 2022 年 10 月公布，不晓得届时会不会有大更新，但报道称开发人员们尤其心愿通过此更新取得更高的性能和对在 web 浏览器上下文中运行的反对的集成。
过来的一段时间里，因为 GIL 妨碍了语言的进发，开发者曾多次尝试在规范实现 CPython 中破除这种技术。此次，“删除 GIL”的新提议终于来了，只管 Python 官网尚未就施行作出最终决定，但所有仍旧值得期待。
