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python - CPython - 在主线程中锁定 GIL

coder 2023-08-15 原文

CPython 线程支持的文档令人沮丧地矛盾和稀疏。

一般来说，似乎每个人都同意嵌入 Python 的多线程 C 应用程序必须始终在调用 Python 解释器之前获取 GIL。通常，这是通过以下方式完成的:

PyGILState_STATE s = PyGILState_Ensure();

/* do stuff with Python */

PyGILState_Release(s);

文档非常清楚地说明了这一点:https://docs.python.org/2/c-api/init.html#non-python-created-threads

然而，在实践中，让嵌入 Python 的多线程 C 程序真正顺利地运行是另一回事。似乎有很多怪癖和惊喜，即使您完全按照文档进行操作也是如此。

例如，似乎在幕后，Python 区分了“主线程”(我猜是调用Py_Initialize 的线程)和其他线程。具体来说，当我尝试这样做时，任何获取 GIL 并在“主”线程中运行 Python 代码的尝试都始终失败——(至少对于 Python 3.x)，程序中止并出现 Fatal Python 错误: drop_gil: GIL is not locked 消息，这很愚蠢，因为 GIL 当然是锁定的!

例子:

int main()
{
    Py_Initialize();
    PyEval_InitThreads();
    PyEval_ReleaseLock();

    assert(PyEval_ThreadsInitialized());

    PyGILState_STATE s = PyGILState_Ensure();

    const char* command = "x = 5\nfor i in range(0,10): print(x*i)";
    PyRun_SimpleString(command);

    PyGILState_Release(s);
    Py_Finalize();

    return 0;
}

这个简单的程序以“GIL 未锁定错误”中止，即使我明确地锁定了它。但是，如果我生成另一个线程，并尝试在该线程中获取 GIL，则一切正常。

所以 CPython 似乎有一个(未记录的)“主线程”概念，它与 C 产生的辅助线程有些不同。

问题:这在任何地方都有记录吗？有没有人有任何经验可以阐明获取 GIL 的规则究竟是什么，以及处于“主”线程与子线程中是否应该对此有任何影响？

PS:另外，我注意到 PyEval_ReleaseLock 是一个 deprecated API call ，但我还没有看到任何实际可行的替代方法。如果在调用 PyEval_InitThreads 后不调用 PyEval_ReleaseLock，您的程序会立即挂起。然而，newer alternative mentioned in the docs , PyEval_SaveThread 从来没有为我工作过 - 它会立即出现错误，至少如果我在“主”线程中调用它是这样。

最佳答案

This simple program aborts with a "GIL is not locked error", even though I clearly locked it.

您锁定了 GIL，但随后您继续在 PyGILState_Release 中释放它，这意味着您调用了 Py_Finalize 而没有 GIL 持有。

Has anyone had any experience that would shed some light on what exactly the rules are for acquiring the GIL

考虑 GIL 的预期方式是，一旦您调用 PyEval_InitThreads()，某人 总是持有 GIL，或者仅使用 暂时释放它>Py_BEGIN_ALLOW_THREADS 和 Py_END_ALLOW_THREADS。参见 this answer用于对非常相似的混淆进行扩展讨论。

在您的情况下，编写示例程序的正确方法如下:

#include <Python.h>

static void various()
{
    // here we don't have the GIL and can run non-Python code without
    // blocking Python

    PyGILState_STATE s = PyGILState_Ensure();
    // from this line, we have the GIL, and we can run Python code

    const char* command = "x = 5\nfor i in range(0,10): print(x*i)";
    PyRun_SimpleString(command);

    PyGILState_Release(s);
    // from this line, we no longer have the GIL
}

int main()
{
    Py_Initialize();
    PyEval_InitThreads();
    // here we have the GIL
    assert(PyEval_ThreadsInitialized());

    Py_BEGIN_ALLOW_THREADS
    // here we no longer have the GIL, although various() is free to
    // (temporarily) re-acquire it
    various();
    Py_END_ALLOW_THREADS

    // here we again have the GIL, which is why we can call Py_Finalize 
    Py_Finalize();

    // at this point the GIL no longer exists
    return 0;
}

关于python - CPython - 在主线程中锁定 GIL，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/24499393/

主线CPythoncodeGILPyGILStatepythonc

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