python多线程比串行慢？

Question

我正在尝试找出python中的多线程编程。这是我要比较串行和并行速度的简单任务。

import threading
import Queue
import time
import math

def sinFunc(offset, n):
  result = []
  for i in range(n):
    result.append(math.sin(offset + i * i))
  return result

def timeSerial(k, n):
  t1 = time.time()    
  answers = []
  for i in range(k):
    answers.append(sinFunc(i, n))
  t2 = time.time()
  print "Serial time elapsed: %f" % (t2-t1)

class Worker(threading.Thread):

  def __init__(self, queue, name):
    self.__queue = queue
    threading.Thread.__init__(self)
    self.name = name

  def process(self, item):
    offset, n = item
    self.__queue.put(sinFunc(offset, n))
    self.__queue.task_done()
    self.__queue.task_done()

  def run(self):
    while 1:
        item = self.__queue.get()
        if item is None:
            self.__queue.task_done()
            break
        self.process(item)

def timeParallel(k, n, numThreads):
  t1 = time.time()    
  queue = Queue.Queue(0)
  for i in range(k):
    queue.put((i, n))
  for i in range(numThreads):
    queue.put(None)    
  for i in range(numThreads):
    Worker(queue, i).start()
  queue.join()
  t2 = time.time()
  print "Serial time elapsed: %f" % (t2-t1)

if __name__ == '__main__':

  n = 100000
  k = 100
  numThreads = 10

  timeSerial(k, n)
  timeParallel(k, n, numThreads)

#Serial time elapsed: 2.350883
#Serial time elapsed: 2.843030

有人可以向我解释发生了什么吗？我已经习惯了C ++，使用该模块的类似版本可以看到我们期望的加速。

Answer 1

其他答案已经提到GIL问题是cpython中的问题。但是我感到那里缺少一些信息。在线程中运行的代码受CPU约束的情况下，这将导致性能问题。就您的情况而言，是的，在线程中执行许多计算很可能会导致性能急剧下降。

但是，如果您执行的操作受到IO的更多限制，例如从网络应用程序中的许多套接字读取数据，或者调出子进程，则可以从线程中获得性能提升。上面的代码的一个简单示例是向外壳程序添加一个愚蠢的简单调用：

import os

def sinFunc(offset, n):
  result = []
  for i in xrange(n):
    result.append(math.sin(offset + i * i))
  os.system("echo 'could be a database query' >> /dev/null; sleep .1")
  return result

该调用可能像在文件系统上等待一样真实。但是您可以看到，在此示例中，线程将开始被证明是有益的，因为当线程在等待IO时可以释放GIL，而其他线程将继续处理。即使这样，当创建和同步它们的开销使更多的线程开始被否定时，仍然是一个最佳选择。

对于受CPU约束的代码，您将利用多处理

来自文章：http
:
//www.informit.com/articles/article.aspx?
p=1850445&
seqNum=9

…线程更适合于受I / O约束的应用程序（I / O释放了GIL，从而实现了更多的并发性）…

关于线程与进程的类似问题参考：
http://codingdict.com/questions/159553