boost.python不支持并行性？

Question

我试图使用boost.python将一段C ++代码包装到python lib中，但是，我发现多个实例不能同时运行：

代码（C ++）：

class Foo{
public:
    Foo(){}
    void run(){
        int seconds = 2;
        clock_t endwait;
        endwait = clock () + seconds * CLOCKS_PER_SEC ;
        while (clock() < endwait) {}
    }   

};

BOOST_PYTHON_MODULE(run_test)
{
   using namespace boost::python;

   class_<Foo>("test", init<>())
      .def("run", &Foo::run)
      ;   

}

这是使用CMake（CMake）编译的：

add_library(run_test SHARED run_test.cpp)
target_link_libraries(run_test boost_python python2.7)

并使用以下代码（Python）进行测试：

class Dos(threading.Thread):
    def run(self):
        printl('performing DoS attack')

        proc = test()
        proc.run()

for i in range(5):
    t = Dos()
    t.start()

输出表明代码以非常奇怪的方式并行化。 每个线程应该只需要2秒钟，并且我的四核机器上应该同时运行4个线程：

[2011-11-04 13:57:01] performing DoS attack
 [2011-11-04 13:57:01] performing DoS attack
[2011-11-04 13:57:05] performing DoS attack
 [2011-11-04 13:57:05] performing DoS attack
[2011-11-04 13:57:09] performing DoS attack

谢谢您的帮助！

Answer 1

你遇到的是python Global Interpreter Lock。 GIL一次只允许一个线程在python解释器中运行。

Boost.Python的一个优点是你可以释放GIL，做C ++的东西，然后在你完成后把它取回来。 然而，这也是一项责任。 Python通常会定期释放GIL，以便让其他线程有机会运行。 如果你是C ++，这是你的工作。 如果你在持有GIL的情况下持续2个小时的紧缩数字，你将冻结整个翻译。

这可以通过一点反向RAII轻松解决：

class releaseGIL{
public:
    inline releaseGIL(){
        save_state = PyEval_SaveThread();
    }

    inline ~releaseGIL(){
        PyEval_RestoreThread(save_state);
    }
private:
    PyThreadState *save_state;
};

现在您可以像这样更改代码：

class Foo{
public:
    Foo(){}
    void run(){
        {
            releaseGIL unlock = releaseGIL();
            int seconds = 2;
            clock_t endwait;
            endwait = clock () + seconds * CLOCKS_PER_SEC ;
            while (clock() < endwait) {}
        }
    }   
};

非常重要的是要注意，你不得触摸任何python代码，python数据或在不持有GIL的情况下调用解释器。 这将导致您的解释器崩溃。

也可以走另一条路。 当前持有GIL的线程可以获取它，并调用python。 这可以是之前发布GIL的线程，也可以是以c ++开头并且从未使用过GIL的线程。 这是RAII类：

class AcquireGIL 
{
public:
    inline AcquireGIL(){
        state = PyGILState_Ensure();
    }

    inline ~AcquireGIL(){
        PyGILState_Release(state);
    }
private:
    PyGILState_STATE state;
};

用法留给学生练习。

附加说明 （我总是忘记提及这一点）：

如果你要在c ++中搞乱GIL，你的模块定义需要从这段代码开始：

BOOST_PYTHON_MODULE(ModuleName)
{
    PyEval_InitThreads();

    ...
}