编程并不是一个机械性的工作，而是需要有思考，有创新的工作，语法是固定的，但解决问题的思路则是依靠人的思维，这就需要我们坚持学习和更新自己的知识。今天golang学习网就整理分享《Python线程真的并发？GIL执行窗口解析》，文章讲解的知识点主要包括，如果你对文章方面的知识点感兴趣，就不要错过golang学习网，在这可以对大家的知识积累有所帮助，助力开发能力的提升。

GIL是CPython中限制同一时刻仅一个线程执行字节码的互斥锁，导致CPU密集型任务无法多核并行；I/O操作会自动释放GIL，使线程在I/O密集场景下呈现并发效果。

Python 的线程在 CPython 解释器下不是真正的并发执行，而是协作式地轮流获得 GIL（全局解释器锁）的执行窗口——这决定了它无法利用多核 CPU 并行执行 CPU 密集型任务。

GIL 是什么？它怎么控制线程执行

GIL 是 CPython 解释器内部的一把互斥锁，同一时刻只允许一个线程执行 Python 字节码。即使你启用了 10 个线程，它们也必须排队等待获取 GIL 才能运行。

• 每个线程默认最多执行约 5ms（或 100 个字节码指令，具体取决于 Python 版本）后主动释放 GIL，让出执行权
• I/O 操作（如文件读写、网络请求、time.sleep()）会触发线程自动释放 GIL，此时其他线程可抢占执行
• 纯计算循环（比如大数组累加、递归阶乘）几乎不释放 GIL，导致其他线程长期阻塞

为什么线程看起来“像在并发”

因为 GIL 的切换足够快，加上 I/O 等待期间的让出，使得多个线程在宏观上呈现“同时进行”的效果，尤其在 I/O 密集型场景中体验良好。

• 例如：同时发起 5 个 HTTP 请求，每个请求等待响应时释放 GIL，其余线程可继续发请求或处理前序响应
• 但若换成计算斐波那契数列（无 I/O），5 个线程总耗时≈1 个线程的 5 倍，毫无加速效果

想真正并发？得绕开 GIL

对 CPU 密集型任务，需用不依赖 CPython GIL 的方案：

• 多进程（multiprocessing）：每个进程有独立解释器和 GIL，天然并行，适合数据独立、可序列化的任务
• 异步 I/O（asyncio）：单线程内协程调度，避免线程开销，I/O 密集型效率更高
• 调用 C 扩展或使用 numba/cython：在 C 层释放 GIL 后做计算，再安全回调 Python
• 换解释器：如 Jython（JVM）、IronPython（.NET）无 GIL，但生态和兼容性受限

一个小实验帮你确认 GIL 行为

运行以下代码，观察 CPU 使用率和耗时：

import threading
import time
<p>def cpu_bound_task():</p><h1>模拟纯计算：不触发 I/O，GIL 不易释放</h1><pre class="brush:php;toolbar:false"><code>s = 0
for i in range(10**7):
    s += i * i
return s</code>

单线程

start = time.time() cpu_bound_task() print("单线程耗时:", time.time() - start)

4 线程（实际仍是串行）

threads = [threading.Thread(target=cpu_boundtask) for in range(4)] start = time.time() for t in threads: t.start() for t in threads: t.join() print("4 线程耗时:", time.time() - start)

你会发现：4 线程版本耗时接近单线程的 4 倍，且 CPU 占用基本不超 100%，这就是 GIL 在起作用。

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