Python GIL 的作用和影响如何体现？

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GIL（全局解释器锁）是CPython的全局解释器锁，用于防止多线程在解释器内部数据上的竞态条件。它确保在任何时刻，只有一个线程在执行Python字节码，从而避免了多线程环境下数据的不一致性。

GIL(Global Interpreter Lock)，全局解释器锁，是 CPython 为了避免在多线程环境下造成 Python 解释器内部数据的不一致而引入的一把锁，让 Python 中的多个线程交替运行，避免竞争。

需要说明的是 GIL 不是 Python 语言规范的一部分，只是由于 CPython 实现的需要而引入的，其他的实现如 Jython 和 PyPy 是没有 GIL 的。那么为什么 CPython 需要 GIL 呢，下面我们就来一探究竟（基于 CPython 3.10.4）。

为什么需要 GIL

GIL 本质上是一把锁，学过操作系统的同学都知道锁的引入是为了避免并发访问造成数据的不一致。CPython 中有很多定义在函数外面的全局变量，比如内存管理中的 usable_arenas 和 usedpools，如果多个线程同时申请内存就可能同时修改这些变量，造成数据错乱。另外 Python 的垃圾回收机制是基于引用计数的，所有对象都有一个 ob_refcnt 字段表示当前有多少变量会引用当前对象，变量赋值、参数传递等操作都会增加引用计数，退出作用域或函数返回会减少引用计数。同样地，如果有多个线程同时修改同一个对象的引用计数，就有可能使 ob_refcnt 与真实值不同，可能会造成内存泄漏，不会被使用的对象得不到回收，更严重可能会回收还在被引用的对象，造成 Python 解释器崩溃。