多线程提升 Python C++ PySide 中的代码

Multithreading Boost Python C++ Code in PySide

本文关键字：代码 PySide C++ Python 多线程      更新时间：2023-10-16

我有用Boost Python包装的c ++代码。 这个想法是，我创建了一个共享对象，我的python GUI可以使用它来实例化包装c ++功能的变量。

c++ 代码做了一些提升，我希望能够使包装的对象并发运行，以便 GUI 不会阻塞。

我编译了一个用CMake包装的Boost Python共享对象，如下所示：

find_package(Boost COMPONENTS system thread python REQUIRED)
find_package(PythonLibs REQUIRED)
include_directories(${Boost_INCLUDE_DIRS})
include_directories(${PYTHON_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${Boost_LIBRARY_DIRS})
link_directories(${PYTHON_LIBRARIES})
set(Boost_USE_MULTITHREADED ON)
add_library(mynewlibinpython SHARED src/boost_python_wrapper_code.cpp)
target_link_libraries(mynewlibinpython ${Boost_LIBRARIES} ${PYTHON_LIBRARIES} mylibincpp)

我可以很好地在 python 中实例化对象，但它会导致 GUI 阻塞。 这是我的python代码的通用片段：

from mynewlibinpython import *
class CppWrapper(QtCore.QObject):
    def __init__(self):
         super(CppWrapper,self).__init__()
         #some more initialization...
    @QtCore.Slot()
    def heavy_lifting_cpp_invocation():
         #constructor that takes a long time to complete
         self.cpp_object = CppObject()

在一个具有成员函数的对象中，当我按下 GUI 中的按钮时会触发该函数：

class GuiObjectWithUnimportantName:
     def __init__(self):
          #inititalization
          self.cpp_thread = QThread()
          self.cpp_wrapper = CppWrapper()
     def function_triggered_by_button_press(self):
          self.cpp_wrapper.moveToThread(self.cpp_thread)
          self.cpp_thread.started.connect(self.cpp_wrapper.heavy_lifting_cpp_invocation)
          print "starting thread"       
          self.cpp_thread.start()
          print "Thread started"

因此，cpp 代码将开始做它的事情，我基本上也会立即从两个 print 语句（"start thread"和"Thread started"）获得输出。

但是 GUI 被冻结了。 这与python GIL有什么关系吗？我尝试将这些宏添加到boost_python_wrapper_code.cpp中并重新编译，但它导致 python GUI 在启动后立即出现段错误。

是的，我相信您的问题与 GIL 有关。下面是一个可能发生的事情的简单示例：

from PyQt4 import QtCore, QtGui
import time
class Window(QtGui.QDialog):
    def __init__(self):
        super(Window, self).__init__()
        self.resize(200,100)
        layout = QtGui.QVBoxLayout(self)
        layout.addWidget(QtGui.QLineEdit())
        self.button1 = QtGui.QPushButton("Sleep")
        self.button1.clicked.connect(self.go_safe)
        layout.addWidget(self.button1)
        self.button2 = QtGui.QPushButton("Crunch")
        self.button2.clicked.connect(self.go_GIL_buster)
        layout.addWidget(self.button2)
    def go_safe(self):
        t = QtCore.QThread(self)
        heavy = Heavy()
        heavy.moveToThread(t)
        t.started.connect(heavy.safe)
        print "starting thread"
        t.start()
        print "thread started"
        self.t1 = t
        self.heavy1 = heavy
    def go_GIL_buster(self):
        t = QtCore.QThread(self)
        heavy = Heavy()
        heavy.moveToThread(t)
        t.started.connect(heavy.GIL_buster)
        print "starting thread"
        t.start()
        print "thread started"
        self.t2 = t
        self.heavy2 = heavy
class Heavy(QtCore.QObject):
    def safe(self):
        print "Sleeping"
        time.sleep(10)
        print "Done"
    def GIL_buster(self):
        print "Crunching numbers"
        x = 2
        y = 500000000
        foo = x**y
        print "Done"

if __name__ == "__main__":
    app = QtGui.QApplication([])
    win = Window()
    win.show()
    win.raise_()
    app.exec_()

当您单击第一个按钮时，线程将休眠 10 秒钟，您会注意到您仍然可以在文本字段中键入内容。睡眠释放 GIL，以便主线程可以继续工作。

单击第二个按钮时，线程将执行大量操作。这将在整个过程中获取 GIL，并且 GUI 将锁定，直到完成。

如果你的 boost 扩展没有以任何方式对 python 对象做任何事情，我认为你可以发布 GIL 用于其操作。然后它不会阻止 GUI。如果你正在对 python 对象进行繁重的操作，那么你在这里可能会遇到问题。

有一个关于创建基于范围的 GIL 发布类的提示，您可以在任何函数中使用该类在该函数的持续时间内释放 GIL（当帮助程序实例被销毁时）

class ScopedGILRelease
{
// C & D ----------------------------
public:
    inline ScopedGILRelease()
    {
        m_thread_state = PyEval_SaveThread();
    }
    inline ~ScopedGILRelease()
    {
        PyEval_RestoreThread(m_thread_state);
        m_thread_state = NULL;
    }
private:
    PyThreadState * m_thread_state;
};

并使用它...

int foo_wrapper(int x)
{
    ScopedGILRelease scoped;
    return foo(x);
}

其他人在此存储库中有更多使用此提示的示例：https://bitbucket.org/wwitzel3/code/src/tip/nogil/nogil.cpp

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