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Python (cpython) 在內(nèi)存屏障和原子性等方面的行為是否得到保證?

Python (cpython) 在內(nèi)存屏障和原子性等方面的行為是否得到保證?

慕村9548890 2023-03-30 16:19:45
我想知道 Java 的“volatile”的等價(jià)物,并找到了這個(gè)答案。相當(dāng)于 Python 中的 Java volatile這(基本上)說(shuō),由于 GIL,至少在 cpython 中,所有東西在 python 中都是有效的。這是有道理的,一切都被 GIL 鎖定,沒(méi)有內(nèi)存障礙需要擔(dān)心,等等。但如果這是由規(guī)范記錄和保證的,我會(huì)更高興,而不是讓它成為 cpython 目前碰巧的方式的結(jié)果實(shí)施的。因?yàn)?,假設(shè)我希望一個(gè)線程發(fā)布數(shù)據(jù)而其他線程讀取它,所以我可以選擇這樣的東西:class XFaster:    def __init__(self):        self._x = 0    def set_x(self, x):        self._x = x    def get_x(self, x):        return self._xclass XSafer:    def __init__(self):        self._x = 0        self._lock = threading.Lock()    def set_x(self, x):        with self._lock:            self._x = x    def get_x(self, x):        with self._lock:            return self._x我寧愿使用XFaster甚至根本不使用 getter 和 setter。但我也想可靠地、“正確地”做事。是否有一些官方文件說(shuō)這是可以的?比如說(shuō)將值放入 adict或附加到 a怎么樣list?換句話說(shuō),是否有一種系統(tǒng)的、有記錄的方法來(lái)確定我可以做什么而無(wú)需threading.Lock(無(wú)需深入挖掘dis或類似的東西)?并且最好以不會(huì)破壞未來(lái) python 版本的方式。關(guān)于編輯:我感謝評(píng)論中的知情討論。但我真正想要的是一些保證以下內(nèi)容的規(guī)范:如果我執(zhí)行這樣的事情:# in the beginningx.a == foo# then two threads start# thread 1:x.a = bar# thread 2do_something_with(x.a)我想確定:當(dāng)線程 2 讀取時(shí),x.a它讀取foo或者bar如果線程 2 中的讀取發(fā)生在物理上晚于線程 1 中的分配,那么它實(shí)際上讀取bar以下是一些我不想發(fā)生的事情:線程被安排在不同的處理器上,x.a=bar線程 1 的分配對(duì)線程 2 不可見x.__dict__正在重新散列,因此線程 2 讀取垃圾ETC
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湖上湖

TA貢獻(xiàn)2003條經(jīng)驗(yàn) 獲得超2個(gè)贊

CPython 保證它自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是線程安全的,不會(huì)損壞。這并不意味著任何自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或代碼都是無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的。


GIL 的目的是保護(hù) CPython 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)免受損壞。人們可以相信內(nèi)部狀態(tài)是線程安全的。

全局解釋器鎖(Python 文檔 – 詞匯表)

CPython 解釋器用于確保一次只有一個(gè)線程執(zhí)行 Python 字節(jié)碼的機(jī)制。這通過(guò)使對(duì)象模型(包括關(guān)鍵的內(nèi)置類型,如 dict)對(duì)并發(fā)訪問(wèn)隱式安全來(lái)簡(jiǎn)化 CPython 實(shí)現(xiàn)。[...]

這也意味著跨線程更改的正確可見性。

然而,這并不意味著任何孤立的語(yǔ)句或表達(dá)式都是原子的:幾乎任何語(yǔ)句或表達(dá)式都可以調(diào)用多個(gè)字節(jié)碼指令。因此,GIL 明確不這些情況提供原子性。

具體來(lái)說(shuō),一條語(yǔ)句x.a=bar可以通過(guò)調(diào)用 setterobject.__setattr__或描述符協(xié)議來(lái)執(zhí)行任意多條字節(jié)碼指令。它至少執(zhí)行三個(gè)字節(jié)碼指令,用于bar查找、x查找和a賦值。

因此,Python保證可見性/一致性,但不提供針對(duì)競(jìng)爭(zhēng)條件的保證。如果一個(gè)對(duì)象同時(shí)發(fā)生變化,則必須對(duì)其進(jìn)行同步以確保正確性。


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反對(duì) 回復(fù) 2023-03-30
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