python多线程跑CPU密集任务几乎不提速，因GIL强制同一时刻仅一个线程执行字节码，导致多线程实际串行执行，且有线程切换与GIL争抢开销。
Python 多线程跑 CPU 密集任务为什么几乎不提速
因为 GIL（Global Interpreter Lock）强制同一时刻只有一个线程执行 Python 字节码。即使你开了 8 个 Threading.Thread，它们在 CPU 密集场景下仍会排队等待 GIL，实际是串行执行。
典型表现：用多线程计算斐波那契、矩阵乘法或循环累加，耗时几乎等于单线程——甚至更慢（线程切换开销+GIL争抢）。
- 纯 Python 循环、数学运算、字符串处理等都受 GIL 限制
-
time.sleep()、socket.recv()、file.read()等 I/O 操作会主动释放 GIL，此时其他线程可运行 - C 扩展（如
numpy的大部分数组运算）通常在内部释放 GIL，所以多线程调用np.dot可能真正并行
什么时候该用 threading 而不是 multiprocessing
当任务本质是 I/O 密集型，且需要共享内存状态（比如共用一个字典缓存、一个数据库连接池），threading 更轻量、通信无序列化成本。
常见适用场景：
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- 并发发起 http 请求（
requests.get期间 GIL 已释放） - 监听多个 socket 连接（
select或poll阻塞时让出 GIL） - 定时轮询文件变化或队列消息（
queue.Queue是线程安全的）
注意：threading 下全局变量可直接读写，但需用 threading.Lock 保护临界区；而 multiprocessing 中进程间默认不共享内存，改用 Manager 或 shared_memory 代价更高。
如何验证当前线程是否持有 GIL
没法直接“读取”GIL 状态，但可通过行为间接判断：在纯计算函数中插入 time.sleep(0)，若性能显著下降，说明原代码原本在持续占用 GIL；反之，如果加了 sleep 后总耗时不变，可能本就频繁让出 GIL（比如调用了带释放逻辑的 C 函数）。
更可靠的方式是用系统工具观察 CPU 利用率：
- 单线程 CPU 密集任务：1 个核心跑满（100%）
- 多线程 CPU 密集任务：仍是 1 个核心跑满，其余核心空闲
- 多线程 I/O 密集任务：多个核心活跃（因线程在等待 I/O 时被调度到不同核）
linux 下可用 htop 查看 per-thread CPU%，macOS 可用 Activity Monitor 切换到 “Threads” 视图。
绕不开 GIL 时的实用替代方案
真要并行 CPU 工作，multiprocessing 是最直接的选择，但它有启动开销和数据序列化成本。对小任务不划算，对大计算才值得。
其他可行路径：
- 用
concurrent.futures.ProcessPoolExecutor替代ThreadPoolExecutor，接口几乎一致，只需改一行初始化代码 - 把计算密集部分封装成独立脚本，用
subprocess.run启动，避免解释器级耦合 - 换语言：Cython 编译关键循环并显式释放 GIL（用
with nogil:），或用 rust 写扩展（通过pyo3） - 用异步 I/O（
asyncio）处理高并发网络请求——它不解决 CPU 并行，但比多线程更省内存、更高吞吐
GIL 不是 bug，是 CPython 实现内存管理（引用计数）的取舍。理解它何时生效、何时失效，比试图“干掉它”更重要。很多所谓“GIL 问题”，其实是选错了并发模型。