【Python筆記1.1】C/C++多線程調Python

C/C++調Python時，由于Python解釋器有GIL（Global Interpreter Lock）的原因，導緻在同一時刻隻能有一個線程擁有GIL，我們可以将其簡單了解為全局鎖。是以在C/C++多線程調用Python時需要先擷取GIL。

C/C++多線程調Python

#include <stdio.h> //[3]
#include <time.h>
#include <pthread.h>
#include "/usr/include/python2.7/Python.h"

void* fun(void* arg)
{
    PyObject *pObjArgs = NULL;
    while(線程退出條件)
    {
        //文獻[3]中在此處需要調用PyGILState_Check()檢測目前線程是否擁有GIL，
        //但我的環境并不能編譯PyGILState_Check，但我實測沒有PyGILState_Check也OK.
        PyGILState_STATE gstate;
        gstate = PyGILState_Ensure();   //如果沒有GIL，則申請擷取GIL
        Py_BEGIN_ALLOW_THREADS;
        Py_BLOCK_THREADS;


        // 調用Python C API函數，如PyRun_SimpleString、PyImport_Import、PyObject_CallObject、……


        Py_UNBLOCK_THREADS;
        Py_END_ALLOW_THREADS;
        PyGILState_Release(gstate);    //釋放目前線程的GIL

        // ………… 其他操作

    }

    if (pObjArgs) Py_DECREF(pObjArgs);

    return NULL;
}

void create_multiThread(int n)
{
    int i;
    for (i = ; i < n; i++)
    {
        pthread_t threadid;
        int ret = pthread_create(&threadid, NULL, fun, &i);
        if ( != ret)
        {
            printf("pthread_create CarDetThread error!\n");
            return;
        }
    }
}

int main()
{
    //初始化Python環境，如果是C++ class，可以将這一部分放到class的構造函數中去。
    //**********************************************
    Py_Initialize(); //初始化Python環境
    if ( !Py_IsInitialized() ) //檢測是否初始化成功
    {
        return -;
    }
    else
    {
        PyEval_InitThreads();     //開啟多線程支援
        int nInit = PyEval_ThreadsInitialized();  //檢測線程支援是否開啟成功
        if ( nInit )
        {
            PyEval_SaveThread();  //因為調用PyEval_InitThreads成功後，目前線程就擁有了GIL，釋放目前線程的GIL，
        }
    }
    //**********************************************


    create_multiThread();

    while(等待所有線程結束)
    {
        sleep(...);
    }


    //結束Python環境，如果是C++ class，可以将這一部分放到class的析構函數中去。
    //**********************************************
    PyGILState_Ensure();
    Py_Finalize();
    //**********************************************
    return ;
}
           

編譯：g++ xxx.hpp xxx.cpp -o main -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7 -lpthread

關于上述代碼中宏定義的補充說明

宏Py_BEGIN_ALLOW_THREADS的展開為 “{ PyThreadState *_save; _save = PyEval_SaveThread();” [4]

宏Py_END_ALLOW_THREADS的展開為 “PyEval_RestoreThread(_save); }”

宏Py_BLOCK_THREADS的展開為 “PyEval_RestoreThread(_save);”

宏Py_UNBLOCK_THREADS的展開為 “_save = PyEval_SaveThread();”

是以線程處理函數 fun 中的四個宏展開後實際效果如下：

{
    PyThreadState *_save; _save = PyEval_SaveThread();
    PyEval_RestoreThread(_save);

    // 調用Python C API函數

    _save = PyEval_SaveThread();
    PyEval_RestoreThread(_save); 
}
           

用PyErr_Print檢視錯誤原因

如果懷疑哪一行代碼出錯[2]，可以将PyErr_Print()函數放在這行代碼後面，以便于檢視錯誤原因。

參考文獻

[1] Python GIL介紹

[2] Python/C API Reference Manual

[3] C++ 多線程調用Python腳本

[4] https://blog.csdn.net/cedricporter/article/details/6810665