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Python의 GIL(Global Interpreter Lock) 개념과 멀티스레딩 한계

개요 Python의 GIL(Global Interpreter Lock)은 한 번에 하나의 스레드만 Python 인터프리터에 접근할 수 있도록 제한하는 뮤텍스입니다. 멀티코어 CPU 환경에서 병렬 처리를 기대하며 멀티스레딩을 사용하면 오히려 성능 저하를 경험하게 되는 주요 원인 중 하나입니다. 이 글에서는 GIL의 개념, 멀티스레딩에 미치는 영향, 그리고 성능 개선을 위한 실용적인 대안을 살펴보겠습니다. 특히 I/O-bound 작업과 CPU-bound 작업에 대한 차이점을 명확히 이해하는 것이 중요합니다. 핵심 개념 정리 GIL은 Python 인터프리터 내부의 데이터 구조(예: 객체, 메모리)에 대한 동시 접근으로 인한 데이터 손상을 방지하기 위해 존재합니다. 단일 스레드에서만 Python 인터프리터를 사용할 수 있도록 하여 안전성을 보장하지만, 멀티코어 CPU의 장점을 활용하지 못하게 만드는 단점이 있습니다. 즉, 여러 스레드가 동시에 실행되는 것처럼 보이지만 실제로는 스레드들이 GIL을 얻기 위해 순차적으로 실행되기 때문에 CPU 코어를 효율적으로 사용하지 못합니다. 이러한 제약은 CPU-bound 작업(연산 집약적인 작업)에서 특히 심각한 성능 저하를 야기합니다. 실전 코드 예제 다음은 GIL의 영향을 보여주는 간단한 예제입니다. CPU-bound 작업(소수 계산)을 수행하는 두 개의 스레드를 생성하고, 실행 시간을 측정합니다. import threading import time import math def cpu_bound_task(n): result = math.factorial(n) # CPU-bound 작업 if __name__ == "__main__": start_time = time.time() threads = [] for i in range(2): thread = threading.Thread(target=cpu_bou...