为什么有人说 Python 的多线程是鸡肋
因为 Python 中臭名昭著的 GIL。
那么 GIL 是什么？为什么会有 GIL？多线程真的是鸡肋吗？ GIL 可以去掉吗？带着这些问题，我们一起往下看，同时需要你有一点点耐心。
多线程是不是鸡肋，我们先做个实验，实验非常简单，就是将数字 “1亿” 递减，减到 0 程序就终止，这个任务如果我们使用单线程来执行，完成时间会是多少？使用多线程又会是多少？show me the code-多线程
单线程
在我的4核 CPU 计算机中，单线程所花的时间是 6.5 秒。可能有人会问，线程在哪里？其实任何程序运行时，默认都会有一个主线程在执行。（关于线程与进程这里不展开，我会单独开一篇文章）
多线程
创建两个子线程 t1、t2，每个线程各执行 5 千万次减操作，等两个线程都执行完后，主线程终止程序运行。结果，两个线程以合作的方式执行是 6.8 秒，反而变慢了。按理来说，两个线程同时并行地运行在两个 CPU 之上，时间应该减半才对，现在不减反增。-线程
是什么原因导致多线程不快反慢的呢？
原因就在于 GIL ，在 Cpython 解释器（Python语言的主流解释器）中，有一把全局解释锁（Global Interpreter Lock），在解释器解释执行 Python 代码时，先要得到这把锁，意味着，任何时候只可能有一个线程在执行代码，其它线程要想获得 CPU 执行代码指令，就必须先获得这把锁，如果锁被其它线程占用了，那么该线程就只能等待，直到占有该锁的线程释放锁才有执行代码指令的可能。-多线程
因此，这也就是为什么两个线程一起执行反而更加慢的原因，因为同一时刻，只有一个线程在运行，其它线程只能等待，即使是多核CPU，也没办法让多个线程「并行」地同时执行代码，只能是交替执行，因为多线程涉及到上线文切换、锁机制处理（获取锁，释放锁等），所以，多线程执行不快反慢。-线程
什么时候 GIL 被释放呢？
当一个线程遇到 I/O 任务时，将释放GIL。计算密集型（CPU-bound）线程执行 100 次解释器的计步（ticks）时（计步可粗略看作 Python 虚拟机的指令），也会释放 GIL。可以通过设置计步长度，查看计步长度。相比单线程，这些多是多线程带来的额外开销-多线程
CPython 解释器为什么要这样设计？
多线程是为了适应现代计算机硬件高速发展充分利用多核处理器的产物，通过多线程使得 CPU 资源可以被高效利用起来，Python 诞生于1991年，那时候硬件配置远没有今天这样豪华，现在一台普通服务器32核64G内存都不是什么司空见惯的事-线程
但是多线程有个问题，怎么解决共享数据的同步、一致性问题，因为，对于多个线程访问共享数据时，可能有两个线程同时修改一个数据情况，如果没有合适的机制保证数据的一致性，那么程序最终导致异常，所以，Python之父就搞了个全局的线程锁，不管你数据有没有同步问题，反正一刀切，上个全局锁，保证数据安全。这也就是多线程鸡肋的原因，因为它没有细粒度的控制数据的安全，而是用一种简单粗暴的方式来解决。-多线程
这种解决办法放在90年代，其实是没什么问题的，毕竟，那时候的硬件配置还很简陋，单核 CPU 还是主流，多线程的应用场景也不多，大部分时候还是以单线程的方式运行，单线程不要涉及线程的上下文切换，效率反而比多线程更高（在多核环境下，不适用此规则）。所以，采用 GIL 的方式来保证数据的一致性和安全，未必不可取，至少在当时是一种成本很低的实现方式。-线程
那么把 GIL 去掉可行吗？
还真有人这么干多，但是结果令人失望，在1999年Greg Stein 和Mark Hammond 两位哥们就创建了一个去掉 GIL 的 Python 分支，在所有可变数据结构上把 GIL 替换为更为细粒度的锁。然而，做过了基准测试之后，去掉GIL的 Python 在单线程条件下执行效率将近慢了2倍。-多线程
Python之父表示：基于以上的考虑，去掉GIL没有太大的价值而不必花太多精力。
线程同步几种方式
进程中线程同步的四种常用方式：
1、 临界区（CCriticalSection）
当多个线程访问一个独占性共享资源时，可以使用临界区对象。拥有临界区的线程可以访问被保护起来的资源或代码段，其他线程若想访问，则被挂起，直到拥有临界区的线程放弃临界区为止。具体应用方式：
1、 定义临界区对象CcriticalSection g_CriticalSection;
2、 在访问共享资源（代码或变量）之前，先获得临界区对象，g_CriticalSection.Lock（）；
3、 访问共享资源后，则放弃临界区对象，g_CriticalSection.Unlock（）；
2、 事件（CEvent）
事件机制，则允许一个线程在处理完一个任务后，主动唤醒另外一个线程执行任务。比如在某些网络应用程序中，一个线程如A负责侦听通信端口，另外一个线程B负责更新用户数据，利用事件机制，则线程A可以通知线程B何时更新用户数据。每个Cevent对象可以有两种状态：有信号状态和无信号状态。Cevent类对象有两种类型：人工事件和自动事件。
自动事件对象，在被至少一个线程释放后自动返回到无信号状态；
人工事件对象，获得信号后，释放可利用线程，但直到调用成员函数ReSet()才将其设置为无信号状态。在创建Cevent对象时，默认创建的是自动事件。
1、1234CEvent(BOOL bInitiallyOwn=FALSE, BOOL bManualReset=FALSE, LPCTSTR lpszName=NULL, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttribute=NULL);
bInitiallyOwn:指定事件对象初始化状态，TRUE为有信号，FALSE为无信号；
bManualReset：指定要创建的事件是属于人工事件还是自动事件。TRUE为人工事件，FALSE为自动事件；
后两个参数一般设为NULL，在此不作过多说明。
2、BOOL CEvent：：SetEvent();
将Cevent类对象的状态设置为有信号状态。如果事件是人工事件，则Cevent类对象保持为有信号状态，直到调用成员函数ResetEvent()将其重新设为无信号状态时为止。如果为自动事件，则在SetEvent（）后将事件设置为有信号状态，由系统自动重置为无信号状态。
3、BOOL CEvent：：ResetEvent();
将事件的状态设置为无信号状态，并保持该状态直至SetEvent（）被调用为止。由于自动事件是由系统自动重置，故自动事件不需要调用该函数。
一般通过调用WaitForSingleObject（）函数来监视事件状态。
3、 互斥量（CMutex）
互斥对象和临界区对象非常相似，只是其允许在进程间使用，而临界区只限制与同一进程的各个线程之间使用，
但是更节省资源，更有效率。
4、 信号量（CSemphore）
当需要一个计数器来限制可以使用某共享资源的线程数目时，可以使用“信号量”对象。CSemaphore类对象保存了对当前访问某一个指定资源的线程的计数值，该计数值是当前还可以使用该资源的线程数目。如果这个计数达到了零，则所有对这个CSemaphore类对象所控制的资源的访问尝试都被放入到一个队列中等待，直到超时或计数值不为零为止。
CSemaphore(
LONG lInitialCount = 1,
LONG lMaxCount = 1,
LPCTSTR pstrName = NULL,
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttributes = NULL
);
lInitialCount:信号量对象的初始计数值，即可访问线程数目的初始值；
lMaxCount：信号量对象计数值的最大值，该参数决定了同一时刻可访问由信号量保护的资源的线程最大数目；
后两个参数在同一进程中使用一般为NULL，不作过多讨论；
一般是将当前可用资源计数设置为最大资源计数，每增加一个线程对共享资源的访问，当前可用资源计数就减1，只要当前可用资源计数大于0，就可以发出信号量信号。如果为0，则放入一个队列中等待。线程在处理完共享资源后，应在离开的同时通过ReleaseSemaphore（）函数将当前可用资源数加1。
-线程
多线程同步有几种实现方法
一、java允许多线程并发控制，当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时(如数据的增删改查)，
将会导致数据不准确，相互之间产生冲突，因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前，被其他线程的调用， 从而保证了该变量的唯一性和准确性。
二、实现方法：
1、同步方法
即有synchronized关键字修饰的方法。
由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时，内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。
代码如： public synchronized void save(){}123
注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类
2、同步代码块
即有synchronized关键字修饰的语句块。被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步。
3、使用特殊域变量(volatile)实现线程同步
1)volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制;
2)使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新，
3)因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值
4)volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量
4、使用重入锁实现线程同步
在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。
ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁，它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力
5、使用局部变量实现线程同步
如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。
-多线程
