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【Ubuntu】【Gitlab】拉出内网 Web 服务：http.server 单/多线程分析（三）
分析了 Python http.server 在多线程下并发处理 TCP 网络请求的极限，下面继续
Python http.server 单/多线程分析
OK，前面都是从线程的角度，分析 Python http.server 模块不能支持高并发，下面再补充下，从进程的角度看这个事情
首先，Python 是一个解释型语言，当在终端输入
bash
python3 -m http.server 2025这样一个命令尝试运行 Python 程序时，操作系统会为这个程序创建一个进程 ，这个进程将使用 CPython（Python 解释器，前面的 C 表示解释器是用 C 语言写的 ） 来把 *.py 文件编译成字节码并执行
然后这里关键点来了，运行 Python 命令时，操作系统启动一个新进程，相当于一个 Python 程序等于一个进程，在这个进程中，可以有多个线程，但这些线程之间会受到 GIL （全称 Global Interpreter Lock，全局解释器锁）的限制
比如运行完 python3 -m http.server 2025 之后，在终端输入
bash
ps aux | grep http.server
可以看到 Python 启动的 Web 服务进程，这个进程使用了 2025 端口对外提供服务，对进程来说，进程是操作系统分配资源的基本单位，正常情况下，一个带有多线程的进程可以同时使用多个 CPU 核心，达到并行执行的效果
但对于 Python 程序而言，CPython 解释器在工作时，需要在 GIL（全局解释器锁）机制下才能正常运行，GIL 会确保同一时刻，只有一个线程能够执行 Python 字节码，所以，即使机器是多核的，在一个 Python 进程内，http.server 即使开了多线程，在执行纯 Python 代码时，也只能轮流使用 1 个 CPU 核心，无法真正并行
GIL 的工作流程大致如下：
- 整个 CPython 进程只有一把 GIL 锁
- 任何线程想执行 Python 字节码必须先获取 GIL 锁
- 如果 GIL 锁被其他线程占着，那么当前线程只能等待
所以即使有 16 个线程，16 个 CPU 核心，同一时刻也只有 1 个线程在跑 Python 代码，因为整个 CPython 进程只有一把 GIL 锁，这就好比一个厨房（Python 进程）里，有 16 个厨师（线程），但只有一把菜刀（GIL 锁），谁想切菜（执行 Python 代码），必须拿到菜刀，这个厨师在切菜的时候，其他厨师就只能干站着等（因为没菜刀了），再多厨师也快不起来
Python 官方（https://docs.python.org/3/library/threading.html）对这块儿的描述如下
OK，下面再分析下多线程的并发行为，之前 blog 【Ubuntu】【Gitlab】拉出内网 Web 服务：http.server 单/多线程分析（二） 说过，开启多线程后，两个 Web 请求等待的时间基本是相同的，因为当线程执行 IO 操作，比如 time.sleep()，socket.recv()，file.read()时，线程会主动释放 GIL 锁 ，因为这些 IO 操作是耗时的，操作系统要去处理磁盘，或者网络任务，在这段时间 Python 解释器就可以闲下来不干活，也就没必要一直占着 GIL 锁，此时该 Python 进程内的其他线程就可以趁机获取 GIL，去执行自己的 Python 代码
所以 Python 的多线程是否有用，得分情况：
- 对于 IO 密集型任务（比如 Web 服务器）：多线程是有效的，因为大部分时间在等 IO
- 对于 CPU 密集型任务（比如循环计算，图像处理等）：多线程就没有用了，因为要一直抢 GIL 锁
OK，本篇先到这里，如有疑问，欢迎评论区留言讨论，祝各位功力大涨，技术更上一层楼！！！更多内容见下篇 blog
【Ubuntu】【Gitlab】拉出内网 Web 服务：http.server 单/多线程分析（五）