从通俗易懂的角度来看python

从通俗易懂的角度来看python

1.内存是一本空白的书

你可以想象计算机的内存就如同一本空白的书，用于写上简短的小故事，每一页纸都是空白的。之后，随着不同作者的到来，每一位作者想要一些空白的地方写上他们的故事。由于他们不允许去修改别人的内容，所以他们必须要小心翼翼的注意他们所书写的页面。在开始写作之前，他们必须要先询问该书的管理员。然后管理员告诉他们允许书写的地方。因为这本书已经很旧，许多书中的一些故事也不再有任何关联。当没有人阅读或者引用故事时，这些故事就会被删除，腾出空间给新的故事。本质上，计算机的内存就像是那本空白的书。其实通常称为固定长度的连续内存页（memory pages），这个比喻非常切当。书的作者更像是不同的应用或者进程，它们需要将数据存在内存里。而那个决定作者可以使用书中哪些空间的管理员，扮演着内存管理员的角色。那个把旧故事删除腾出空间给新故事的人则是一个垃圾回收员。

2.内存管理：从硬件至软件

内存管理是一个处理应用数据读写的过程。一个内存管理决定在哪里存放应用的数据。但是由于内存块是有限的，就像我们比喻的书的纸张一样，管理员需要找到可用空间并且提供给应用使用。这个将内存提供使用的过程通常被称为内存分配（memory allocation）。另一方面，当数据已经不再被使用时，它就可以被删除或者被释放。但是释放到哪里去？这个“内存”又是从何而来呢？当你运行Python程序时，在计算机的某个地方，有一个物理设备用于存储数据。然而在对象去到硬件前，Python代码需要经过许许多多的抽象层。其中一个主要的层就是位于硬件（例如RAM或者一个硬盘驱动器）上层的操作系统，简称OS。它根据要求去执行（或者拒绝）读写内存。在操作系统之上就是应用程序，其中一个就是默认的Python实现（被预先安装在你的操作系统或者从python.org下载安装的）。你代码的内存管理是由Python应用进行处理。Python进行内存管理的算法和结构将是本文主要关注的内容。

3.全局解释锁（GIL）

GIL是一个用来解决共享资源这类常见问题的方案，例如计算机的内存。当两个线程同一个时间尝试去修改一个相同的资源时，它们会互踩脚趾。最终的结果会是一片狼藉，只有一个线程得到它想要的结果。回到用书做的比喻，假设两个作者都顽固的认为当前是到他们写的时候。不仅如此，他们两个可能还同一时间在同一本书的同一页上写。他们都忽略了另外一方尝试去编写故事并且还在同一页纸。最后的结果是两个故事都在彼此的上面，这样就会造成整页都不可读。对于这个问题的解决方案就是当一个线程和共享资源（书上的页纸）交互的时候，在解释器上使用一个单独全局锁。换句话说，只允许同一个时间内允许一个作者写作。Python的GIL通过将整个解释器锁住来完成这个操作，这也就意味着不会再发生线程互踩的情况了。当CPython处理内存时，它使用GIL来保证操作的安全性。

去期待陌生，去拥抱惊喜。

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