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awanabe 楼主你缺少一个好用而且用的熟练的 python 分布式服务化框架。
我猜楼主是要做一个基于 websocket 的网关或者推送服务吧，想要维持大量的客户端连接，所以需要多个进程来支撑，那么可以单独做 connector 系统，专门用来维护与客户端的连接，多开进程，自然就能承受更多的客户端连接了（ gevent ， tornado 都能很方便的实现）。
当然系统又不可能只是维护连接就好了，例如可能业务层面上需要主动向特定客户推送一些数据，那么就涉及到别的业务系统向当前的 connector 系统发送数据，然后推送给指定客户端的需求，也就发展成了各个系统间通信交互或者说 RPC 调用的需求。
如果楼主有用的 6 的 Python 分布式框架就能解决了。。。
我最开始的回复其实就是想说，可以更发散一些，不能总是用做 web 系统的思维来做所有的业务，毕竟 Python 也是可以做分布式， RPC ，服务化的。有时候业务变得复杂了，或者是要求变高了，例如需要更高的承载，更高的吞吐量，用简单做 web 系统的方式可能就不能满足需求了。
（不过，现在 Python 环境对分布式，服务系统这些东西讨论的还真的很少，也难得见到有好用的开源框架放出来，相反这方面 Java 环境倒是做的最好的，毕竟人家做各种大型业务系统成功案例多，自然就有东西放出来讨论了）
楼主说的 GIL 问题，既然是多进程的系统，那就不该考虑线程的问题了。既要维护大量的连接，又要做比较复杂的业务间的交互，能够单进程当然是最好的，毕竟多线程之间（或者协程并发）的交互是最方便的，但是 Python 做不了这个事情，楼主倒是可以考虑 Java ，如果一定要选择 Python ，那就只有多进程，分布式的方案了。
自己的见解，有不对的地方楼主还请指出来。自己用 python 做过可能跟楼主类似的东西，所以看到了帖子就多说了点。