Каковы плюсы и минусы Global Interpreter Lock (GIL) в Python?

Плюсы:

• Упрощает реализацию менеджера памяти и сборщика мусора, так как блокирует конкурентный доступ.
• Повышает производительность однопоточных приложений, так как избегает накладных расходов на синхронизацию потоков.
• Облегчает интеграцию с библиотеками, написанными на C, которые часто небезопасны для работы с несколькими потоками одновременно.

Минусы:

• Препятствует параллельному выполнению кода на нескольких ядрах CPU в рамках одного процесса при использовании нативных потоков Python.
• Ограничивает масштабирование CPU-bound задач в многопоточных приложениях.
• Многопоточные приложения с интенсивными вычислениями не могут полностью использовать преимущества многоядерных процессоров.

# Пример, демонстрирующий эффект GIL
import threading
import time

def count(num):
    i = 0
    while i < num:
        i += 1

start_time = time.time()
# Однопоточный пример
count(100_000_000)
end_time = time.time()
print(f"Single thread: {end_time - start_time:.2f} seconds") # Время выполнения однопоточного кода

# Многопоточный пример (считается одинаковое общее количество)
# На двух ядрах CPU, без GIL, время должно быть примерно в 2 раза меньше однопоточного
# С GIL, время может быть немного больше однопоточного из-за накладных расходов
t1 = threading.Thread(target=count, args=(50_000_000,))
t2 = threading.Thread(target=count, args=(50_000_000,))

start_time = time.time()
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()
end_time = time.time()
print(f"Two threads: {end_time - start_time:.2f} seconds") # Время выполнения многопоточного кода