【Python学习1.1】C/C++多线程调Python

C/C++调Python时，由于Python解释器有GIL（Global Interpreter Lock）的原因，导致在同一时刻只能有一个线程拥有GIL，我们可以将其简单理解为全局锁。所以在C/C++多线程调用Python时需要先获取GIL。

C/C++多线程调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(线程退出条件)
    {
        //文献[3]中在此处需要调用PyGILState_Check()检测当前线程是否拥有GIL，
        //但我的环境并不能编译PyGILState_Check，但我实测没有PyGILState_Check也OK.
        PyGILState_STATE gstate;
        gstate = PyGILState_Ensure();   //如果没有GIL，则申请获取GIL
        Py_BEGIN_ALLOW_THREADS;
        Py_BLOCK_THREADS;


        // 调用Python C API函数，如PyRun_SimpleString、PyImport_Import、PyObject_CallObject、……


        Py_UNBLOCK_THREADS;
        Py_END_ALLOW_THREADS;
        PyGILState_Release(gstate);    //释放当前线程的GIL

        // ………… 其他操作

    }

    if (pObjArgs) Py_DECREF(pObjArgs);

    return NULL;
}

void create_multiThread(int n)
{
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        pthread_t threadid;
        int ret = pthread_create(&threadid, NULL, fun, &i);
        if (0 != ret)
        {
            printf("pthread_create CarDetThread error!\n");
            return;
        }
    }
}

int main()
{
    //初始化Python环境，如果是C++ class，可以将这一部分放到class的构造函数中去。
    //**********************************************
    Py_Initialize(); //初始化Python环境
    if ( !Py_IsInitialized() ) //检测是否初始化成功
    {
        return -1;
    }
    else
    {
        PyEval_InitThreads();     //开启多线程支持
        int nInit = PyEval_ThreadsInitialized();  //检测线程支持是否开启成功
        if ( nInit )
        {
            PyEval_SaveThread();  //因为调用PyEval_InitThreads成功后，当前线程就拥有了GIL，释放当前线程的GIL，
        }
    }
    //**********************************************


    create_multiThread(2);

    while(等待所有线程结束)
    {
        sleep(...);
    }


    //结束Python环境，如果是C++ class，可以将这一部分放到class的析构函数中去。
    //**********************************************
    PyGILState_Ensure();
    Py_Finalize();
    //**********************************************
    return 0;
}

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

关于上述代码中宏定义的补充说明

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

宏Py_END_ALLOW_THREADS的展开为 “PyEval_RestoreThread(_save); }”

宏Py_BLOCK_THREADS的展开为 “PyEval_RestoreThread(_save);”

宏Py_UNBLOCK_THREADS的展开为 “_save = PyEval_SaveThread();”

所以线程处理函数 fun 中的四个宏展开后实际效果如下：

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

    // 调用Python C API函数

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

用PyErr_Print查看错误原因

如果怀疑哪一行代码出错[2]，可以将PyErr_Print()函数放在这行代码后面，以便于查看错误原因。

参考文献

[1] Python GIL介绍
[2] Python/C API Reference Manual
[3] C++ 多线程调用Python脚本
[4] https://blog.csdn.net/cedricporter/article/details/6810665