Python中哪些函数会释放GIL？求标准库列表及判断方法

有没有标准库中运行在GIL之外的函数列表？ #

没有官方维护的完整、实时更新的这类函数列表——CPython的GIL策略会随版本调整，且不同函数的实现细节可能发生变化。不过可以整理一些常见的、已知会释放GIL的标准库操作：

• 几乎所有I/O密集型操作：文件读写（open()相关的read()/write()等方法）、网络Socket操作（socket模块的recv()/send()/connect()）、子进程管理（subprocess模块的各类方法）、管道通信、sqlite3模块的部分数据库I/O操作。
• 部分阻塞同步原语：threading模块的Lock.acquire()（阻塞等待时）、Event.wait()、Condition.wait()等。
• 一些系统调用：time.sleep()、os.waitpid()等。

如何判断某个特定函数是否运行在GIL之外？ #

可以通过以下几种方式验证：

1. 查阅官方文档：如果函数的文档明确说明“释放GIL”或“允许其他线程并行执行”，则该函数会在GIL外运行。比如time.sleep()的文档就明确提到会释放GIL。
2. 查看CPython源码：对于CPython实现的函数，检查其C代码中是否包含Py_BEGIN_ALLOW_THREADS和Py_END_ALLOW_THREADS宏——这对宏包裹的代码段会主动释放GIL，执行完毕后重新获取。
3. 实际性能测试：
   • 针对计算密集型函数：启动多个线程同时执行该函数，观察CPU使用率。如果多个核心的使用率都被拉高，说明函数释放了GIL（多线程能并行执行）；如果仅单个核心满载，说明函数未释放GIL。
   • 针对阻塞型函数：在一个线程中调用该函数，同时启动另一个线程执行CPU密集型任务。如果另一个线程能正常运行（不被完全阻塞），则说明目标函数释放了GIL。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kang San Lee