15.8 C和Python中的线程混用

问题

你有一个程序需要混合使用 C、Python 和线程， 有些线程是在 C 中创建的，超出了 Python 解释器的控制范围。 并且一些线程还使用了 Python C API 中的函数。

解决方案

如果你想将 C、Python 和线程混合在一起，你需要确保正确的初始化和管理 Python 的全局解释器锁（GIL）。 要想这样做，可以将下列代码放到你的 C 代码中并确保它在任何线程被创建之前被调用。

#include <Python.h>
  //...
  if (!PyEval_ThreadsInitialized()) {
    PyEval_InitThreads();
  }
  //...

对于任何调用 Python 对象或 Python C API 的 C 代码，确保你首先已经正确地获取和释放了 GIL。 这可以用 PyGILState_Ensure() 和 PyGILState_Release() 来做到，如下所示：

//...
/* Make sure we own the GIL */
PyGILState_STATE state = PyGILState_Ensure();

/* Use functions in the interpreter */
//...
/* Restore previous GIL state and return */
PyGILState_Release(state);
//...

每次调用 PyGILState_Ensure() 都要相应的调用 PyGILState_Release() .

讨论

在涉及到 C 和 Python 的高级程序中，很多事情一起做是很常见的—— 可能是对 C、Python、C 线程、Python 线程的混合使用。 只要你确保解释器被正确的初始化，并且涉及到解释器的 C 代码执行了正确的 GIL 管理，应该没什么问题。

要注意的是调用 PyGILState_Ensure() 并不会立刻抢占或中断解释器。 如果有其他代码正在执行，这个函数被中断直到那个执行代码释放掉 GIL。 在内部，解释器会执行周期性的线程切换，因此如果其他线程在执行， 调用者最终还是可以运行的（尽管可能要先等一会）。