Что такое GIL?

GIL (Global Interpreter Lock) — мьютекс внутри CPython. Поток должен держать его, чтобы выполнять байткод. Он упрощает управление памятью: подсчёт ссылок на объекты не нужно защищать отдельными блокировками, а C-расширения проще писать.

Что из этого следует:

• вычисления (CPU-bound) в нескольких потоках идут не быстрее, чем в одном: потоки по очереди получают GIL;
• ввод-вывод (сеть, диск, ожидание базы) — потоки помогают: на время ожидания поток отпускает GIL, и работают другие;
• многие C-библиотеки (NumPy, обработка изображений, сжатие) отпускают GIL на время своих вычислений и параллелятся в потоках.

Как обойти для вычислений: multiprocessing или concurrent.futures.ProcessPoolExecutor — у каждого процесса свой интерпретатор и свой GIL; вынести тяжёлое в C, Cython или Rust.

GIL не делает код потокобезопасным: операции вида x += 1 состоят из нескольких шагов байткода, и поток может прерваться посередине. Общие данные всё равно защищают Lock.

GIL — особенность CPython. Начиная с Python 3.13 есть экспериментальная сборка без GIL (free-threaded, PEP 703), но стандартная сборка работает с GIL.

import threading
from concurrent.futures import ProcessPoolExecutor

def cpu_task(n):
    return sum(i * i for i in range(n))

# Потоки: CPU-задача не ускорится
threads = [threading.Thread(target=cpu_task, args=(10_000_000,)) for _ in range(4)]

# Процессы: настоящий параллелизм на нескольких ядрах
with ProcessPoolExecutor() as pool:
    results = list(pool.map(cpu_task, [10_000_000] * 4))