@startuml gil_switching_mechanism
title GIL Switching - что происходит на микроуровне

participant "Event Loop\n(Main Thread)" as EL
participant "Python\nRuntime" as PY
participant "Worker Thread" as WT
participant "GIL" as GIL
participant "OS Kernel" as OS

== Запуск Worker Thread ==

EL -> WT: asyncio.to_thread(requests.get)
activate WT

note over EL #90EE90
    Event Loop продолжает работать!
    Ждёт своей очереди на GIL
end note

== Фаза 1: Worker Thread стартует (Python код) ==

WT -> GIL: Захватывает GIL
note over GIL #FFD700: Worker Thread держит GIL

WT -> WT: import requests
WT -> WT: подготовка параметров
WT -> WT: создание Request объекта

note over EL #FFD700
    Event Loop ХОЧЕТ GIL,
    но ждёт своей очереди
end note

PY -> PY: Прошло ~5ms или 100 bytecode инструкций

note over PY #90EE90
    **GIL SWITCHING!**
    Python runtime автоматически
    переключает GIL между потоками
end note

PY -> WT: Отпусти GIL
WT -> GIL: Освобождает GIL (временно)
GIL -> EL: Захватывает GIL

note over EL #90EE90
    Event Loop работает!
    Обрабатывает задачи
end note

EL -> EL: await task1
EL -> EL: await task2

PY -> PY: Прошло ~5ms

PY -> EL: Отпусти GIL
EL -> GIL: Освобождает GIL
GIL -> WT: Захватывает GIL

note over WT
    Worker Thread продолжает
    подготовку к I/O
end note

== Фаза 2: Системный вызов (I/O) ==

WT -> WT: socket.connect()
note over WT #90EE90: Это системный вызов!

WT -> GIL: **Полностью освобождает GIL**
note over GIL #90EE90
    🔓 GIL СВОБОДЕН!
    Нет конкуренции
end note

WT -> OS: socket.recv() - ждёт данные

note over OS
    Ядро читает данные
    из сети
    (секунды!)
end note

par Event Loop работает БЕЗ конкуренции
    EL -> GIL: Захватывает GIL
    EL -> EL: await task1 ✅
    EL -> EL: await task2 ✅
    EL -> EL: await task3 ✅
    note over EL #90EE90
        Полная скорость!
        GIL не занят
    end note
end

== Фаза 3: Данные получены ==

OS --> WT: Данные получены
WT -> GIL: Захватывает GIL опять
WT -> WT: обработка ответа (Python код)

note over WT,GIL #FFD700
    Снова конкуренция за GIL
    (но это быстро - десятки мс)
end note

PY -> PY: GIL switching работает

WT -> WT: возврат результата
WT --> EL: Результат готов
deactivate WT

note over EL,WT #90EE90
    **Итого:**
    - Фаза 1 (подготовка): ~10-50ms, GIL switching
    - Фаза 2 (I/O): секунды, GIL свободен
    - Фаза 3 (обработка): ~10-50ms, GIL switching

    Основное время - I/O, где GIL свободен!
end note

@enduml