Python多线程模型

Question

学习python多线程有一段时间了，但是有几个问题很迷茫-

1. 首先，python线程库创建的线程是用户级线程还是内核级线程？

书上说用户级线程必须映射到内核线程和 操作系统只创建和维护内核级线程。

pythonthreading库会用到什么线程模型？此外，谁在内核和用户级线程之间做出选择？是操作系统还是程序员有发言权？

如果使用多对一模型（如图所示），我认为这不是真正的多线程，因为所有线程都映射到一个内核线程。

2. 有没有办法让操作系统在我的 python 程序中遵循特定的线程模型？

3. 一个进程的所有正在运行的线程是否可以显示，它们的状态分别标记为内核或用户级别。也可以显示两个级别（用户和内核）之间的映射吗？

Answer 1

通常，你永远不会直接创建“内核级线程”——你在用户空间所做的一切都会在用户空间执行，否则即使是随机的浏览器 JavaScript 也会在内核级执行，保证在几秒钟内整个互联网都会变黑。

因此，在大多数语言中，线程接口（如果支持的话）与实际的“内核线程”相去甚远，并且根据实现，它将链接到较低级别的线程接口（例如

pthreads

）或只是模拟用户不知道的线程。沿着这条链向下，

pthreads

可能会或可能不会链接到实际的“内核”线程（在 Linux 上恰好是这样，但在 Windows 上有另一个分离级别）但即便如此，代码在用户空间中执行 - “支持”内核线程在那里控制代码单独运行的调度。

谈到 CPython，它的

threading

接口链接到

pthreads

所以，从技术上讲，有一个从 Python 线程一直到内核线程的链。然而，Python 也有 可怕的 GIL 几乎可以保证，除了一些主要与 I/O 相关的罕见异常，没有两个线程会同时执行，这几乎使得它的线程在协作多任务模式下运行。但是，由于在大多数系统上进程也由内核线程支持，您仍然可以通过使用

multiprocessing

接口充分利用它们。

此外，直到您的系统上有多个内核/CPU，甚至内核线程都以协作多任务模式执行，因此从技术上讲，内核线程不能保证您所描述的实际多线程。

关于如何列出线程及其依赖关系，可以使用

top -H -p <pid>

展示一个进程的线程树

Answer 2

此外，直到你的系统上有多个内核/CPU，甚至内核 线程以协作多任务模式执行，因此，从技术上讲， 内核线程并不能像您一样保证实际的多线程 描述它。

这是不准确的——即使在单核 CPU 上，内核线程也不是“合作的”，它们是抢占式的。不同之处在于，对于抢占式线程，它们的运行时间都是有保证的。在协作式多任务处理中，一个写得不好的线程可能会使所有其他线程在任何运行时都饿死。