在Python語言中Python線程可以從這里開始與主線程對GIL的競爭，在t_bootstrap中，申請完了GIL，也就是說子線程也就獲得了GIL，使其始終保存著活動線程的狀態(tài)對象。

當(dāng)PyEval_AcquireThread結(jié)束之后，子線程也就獲得了GIL，并且做好了一切執(zhí)行的準(zhǔn)備。接下來子線程通過PyEval_ CallObjectWithKeywords，將最終調(diào)用我們已經(jīng)非常熟悉的PyEval_EvalFrameEx。

也就是Python的字節(jié)碼執(zhí)行引擎。傳遞進(jìn)PyEval_CallObjectWithKeywords的boot->func是一PyFunctionObject對象，正是therad1.py中定義的threadProc編譯后的結(jié)果。在PyEval_CallObjectWithKeywords結(jié)束之后，子線程將釋放GIL，并完成銷毀線程的所有掃尾工作，到了這里，子線程就結(jié)束了。

從t_bootstrap的代碼看上去，似乎子線程會一直執(zhí)行，直到子線程的所有計(jì)算都完成，才會通過PyThreadState_DeleteCurrent釋放GIL。如此一來，那主線程豈非一直都會處于等待GIL的狀態(tài)？如果真是這樣，那Python線程顯然就不可能支持多線程機(jī)制了。

實(shí)際上在PyEval_EvalFrameEx中，圖15-2中顯示的Python內(nèi)部維護(hù)的那個模擬時鐘中斷會不斷地激活線程的調(diào)度機(jī)制，在子線程和主線程之間不斷地進(jìn)行切換。從而真正實(shí)現(xiàn)多線程機(jī)制，當(dāng)然，這一點(diǎn)我們將在后面詳細(xì)剖析?，F(xiàn)在我們感興趣的是子線程在PyEval_AcquireThreade中到底做了什么。

到這里，了解了PyEval_AcquireThread，似乎創(chuàng)建線程的機(jī)制都清晰了。但實(shí)際上，有一個非常重要的機(jī)制——線程狀態(tài)保護(hù)機(jī)制——隱藏在了一個毫不起眼的地方：PyThreadState_New。

[threadmodule.c]  
 
static PyObject* thread_PyThread_start_new_thread(PyObject *self, PyObject  
 
  *fargs)  
 
{  
 
    PyObject *func, *args, *keyw = NULL;  
 
    struct bootstate *boot;  
 
    long ident;  
 
    PyArg_UnpackTuple(fargs, "start_new_thread", 2, 3, &func, &args, &keyw);  
 
    //[1]：創(chuàng)建bootstate結(jié)構(gòu)  
 
    boot = PyMem_NEW(struct bootstate, 1);  
 
    boot->interp = PyThreadState_GET()->interp;  
 
    boot->funcfunc = func;  
 
    boot->argsargs = args;  
 
    boot->keywkeyw = keyw;  
 
    //[2]：初始化多線程環(huán)境  
 
    PyEval_InitThreads(); /* Start the interpreter's thread-awareness */  
 
    //[3]：創(chuàng)建線程  
 
    ident = PyThread_start_new_thread(t_bootstrap, (void*) boot);  
 
    return PyInt_FromLong(ident);  
 
[thread.c]  
 
/* Support for runtime thread stack size tuning.  
 
   A value of 0 means using the platform's default stack size  
 
   or the size specified by the THREAD_STACK_SIZE macro. */  
 
static size_t _pythread_stacksize = 0;  
 
[thread_nt.h]  
 
long PyThread_start_new_thread(void (*func)(void *), void *arg)  
 
{  
 
    unsigned long rv;  
 
    callobj obj;  
 
    obj.id = -1;    /* guilty until proved innocent */  
 
    obj.func = func;  
 
    obj.arg = arg;  
 
    obj.done = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);  
 
    rv = _beginthread(bootstrap, _pythread_stacksize, &obj); /* use default stack size */  
 
    if (rv == (unsigned long)-1) {  
 
        //創(chuàng)建raw thread失敗  
 
        obj.id = -1;  
 
    }  
 
    else {  
 
        WaitForSingleObject(obj.done, INFINITE);  
 
    }  
 
    CloseHandle((HANDLE)obj.done);  
 
    return obj.id;  
 
}  

這個機(jī)制對于理解Python線程的創(chuàng)建和維護(hù)是非常關(guān)鍵的。要剖析線程狀態(tài)的保護(hù)機(jī)制，我們首先需要回顧一下線程狀態(tài)。在Python中，每一個Python線程都會有一個線程狀態(tài)對象與之關(guān)聯(lián)。

在線程狀態(tài)對象中，記錄了每一個線程所獨(dú)有的一些信息。實(shí)際上，在剖析Python的初始化過程時，我們曾經(jīng)見過這個對象。每一個線程對應(yīng)的線程狀態(tài)對象都保存著這個線程當(dāng)前的PyFrameObject對象，線程的id這樣一些信息。有時候，線程是需要訪問這些信息的。

比如考慮一個最簡單的情形，在某種情況下，每個線程都需要訪問線程狀態(tài)對象中所保存的thread_id信息，顯然，線程A獲得的應(yīng)該是A的thread_id，線程B亦然。倘若線程A獲得的是B的thread_id，那就壞菜了。這就意味著Python線程內(nèi)部必須有一套機(jī)制，這套機(jī)制與操作系統(tǒng)管理進(jìn)程的機(jī)制非常類似。

我們知道，在操作系統(tǒng)從進(jìn)程A切換到進(jìn)程B時，首先會保存進(jìn)程A的上下文環(huán)境，再進(jìn)行切換；當(dāng)從進(jìn)程B切換回進(jìn)程A時，又會恢復(fù)進(jìn)程A的上下文環(huán)境，這樣就保證了進(jìn)程A始終是在屬于自己的上下文環(huán)境中運(yùn)行。

這里的線程狀態(tài)對象就等同于進(jìn)程的上下文，Python同樣會有一套存儲、恢復(fù)線程狀態(tài)對象的機(jī)制。同時，在Python內(nèi)部，維護(hù)著一個全局變量：PyThreadState * _PyThread- State_Current。

當(dāng)前活動線程所對應(yīng)的線程狀態(tài)對象就保存在這個變量里，當(dāng)Python調(diào)度線程時，會將被激活的線程所對應(yīng)的線程狀態(tài)對象賦給_PyThreadState_Current，使其始終保存著活動線程的狀態(tài)對象。

這就引出了這樣的一個問題：Python如何在調(diào)度進(jìn)程時，獲得被激活線程對應(yīng)的狀態(tài)對象？Python內(nèi)部會通過一個單向鏈表來管理所有的Python線程的狀態(tài)對象，當(dāng)需要尋找一個線程對應(yīng)的狀態(tài)對象時。#t#

就遍歷這個鏈表，搜索其對應(yīng)的狀態(tài)對象。在此后的描述中，我們將這個鏈表稱為“狀態(tài)對象鏈表”。下面我們來看一看實(shí)現(xiàn)這個機(jī)制的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在Python中，對于這個狀態(tài)對象鏈表的訪問，不必在GIL的保護(hù)下進(jìn)行。

因?yàn)閷τ谶@個狀態(tài)對象鏈表，Python線程會創(chuàng)建一個獨(dú)立的鎖，專職對狀態(tài)對象鏈表進(jìn)行保護(hù)。這個鎖的創(chuàng)建是在Python進(jìn)行初始化的時候完成的。PyThread_create_key將創(chuàng)建一個新的key。注意，這里的key都是一個整數(shù)，而且，當(dāng)PyThread_create_key***次被調(diào)用時（在_PyGILState_Init中的調(diào)用正是***次調(diào)用）。

會通過PyThread_allcate_lock創(chuàng)建一個keymutex。根據(jù)我們前面的分析，這個keymutex實(shí)際上和GIL一樣，都是一個PNRMUTEX結(jié)構(gòu)體，而在這個結(jié)構(gòu)體中，維護(hù)著一個Win32下的Event內(nèi)核對象。這個keymutex的功能就是用來互斥對狀態(tài)對象鏈表的訪問。

在_PyGILState_Init中，創(chuàng)建的新key被Python維護(hù)的全局變量autoTLSkey接收，其中的TLS是Thread Local Store的縮寫，這個autoTLSkey將用作Python保存所有線程的狀態(tài)對象的一個參數(shù)。的key值。也就是說，狀態(tài)對象列表中所有key結(jié)構(gòu)體中的key值都會是autoTLSkey。哎，那位看官說了，你看PyThread_create_key返回的是nkeys的遞增后的值啊。

就是說每create一次，得到的結(jié)果都是不同的，怎么能說所有的key都是一樣的呢？事實(shí)上，在整個Python的源碼中，PyThread_create_key只在_PyGILState_Init中被調(diào)用了，而這個_PyGILState_Init只會在Python運(yùn)行時環(huán)境初始化時調(diào)用一次。