Inicialización, Finalización e Hilos

Consulte también Configuración de inicialización de Python.

Antes de la inicialización de Python

En una aplicación que incorpora Python, se debe llamar a la función Py_Initialize() antes de usar cualquier otra función de API Python/C; con la excepción de algunas funciones y variables de configuración global.

Las siguientes funciones se pueden invocar de forma segura antes de que se inicializa Python:

Nota

Las siguientes funciones no deben llamarse antes de Py_Initialize(): Py_EncodeLocale(), Py_GetPath(), Py_GetPrefix(), Py_GetExecPrefix(), Py_GetProgramFullPath(), Py_GetPythonHome(), Py_GetProgramName() y PyEval_InitThreads().

Variables de configuración global

Python tiene variables para la configuración global para controlar diferentes características y opciones. De forma predeterminada, estos indicadores están controlados por opciones de línea de comando.

Cuando una opción establece un indicador, el valor del indicador es la cantidad de veces que se configuró la opción. Por ejemplo, -b establece Py_BytesWarningFlag en 1 y -bb establece Py_BytesWarningFlag en 2.

int Py_BytesWarningFlag

Emite una advertencia al comparar bytes o bytearray con str o bytes con int. Emite un error si es mayor o igual a 2.

Establecido por la opción -b.

int Py_DebugFlag

Activa la salida de depuración del analizador (solo para expertos, según las opciones de compilación).

Establecido por la opción -d y la variable de entorno PYTHONDEBUG.

int Py_DontWriteBytecodeFlag

Si se establece en un valor distinto de cero, Python no intentará escribir archivos .pyc en la importación de módulos fuente.

Establecido por la opción -B y la variable de entorno PYTHONDONTWRITEBYTECODE.

int Py_FrozenFlag

Suprime los mensajes de error al calcular la ruta de búsqueda del módulo en Py_GetPath().

Indicador privado utilizado por los programas _freeze_importlib y frozenmain.

int Py_HashRandomizationFlag

Se establece en 1 si la variable de entorno PYTHONHASHSEED se establece en una cadena de caracteres no vacía.

Si el indicador no es cero, lee la variable de entorno PYTHONHASHSEED para inicializar la semilla de hash secreta.

int Py_IgnoreEnvironmentFlag

Ignorar todas las variables de entorno PYTHON*, por ejemplo PYTHONPATH y PYTHONHOME, eso podría establecerse.

Establecido por las opciones -E y -I.

int Py_InspectFlag

Cuando se pasa una secuencia de comandos (script) como primer argumento o se usa la opción -c, ingresa al modo interactivo después de ejecutar la secuencia de comandos o el comando, incluso cuando sys.stdin no parece ser un terminal.

Establecido por la opción -i y la variable de entorno PYTHONINSPECT.

int Py_InteractiveFlag

Establecido por la opción -i.

int Py_IsolatedFlag

Ejecuta Python en modo aislado. En modo aislado sys.path no contiene ni el directorio de la secuencia de comandos (script) ni el directorio de paquetes del sitio del usuario (site-pacages).

Establecido por la opción -I.

Nuevo en la versión 3.4.

int Py_LegacyWindowsFSEncodingFlag

Si la bandera no es cero, utilice la codificación mbcs con el gestor de errores replace en lugar de la codificación UTF-8 con el gestor de error surrogatepass, para la filesystem encoding and error handler (codificación del sistema de archivos y gestor de errores).

Establece en 1 si la variable de entorno PYTHONLEGACYWINDOWSFSENCODING está configurada en una cadena de caracteres no vacía.

Ver PEP 529 para más detalles.

Disponibilidad: Windows.

int Py_LegacyWindowsStdioFlag

Si el indicador no es cero, use io.FileIO en lugar de WindowsConsoleIO para secuencias estándar sys.

Establece en 1 si la variable de entorno PYTHONLEGACYWINDOWSSTDIO está configurada en una cadena de caracteres no vacía.

Ver PEP 528 para más detalles.

Disponibilidad: Windows.

int Py_NoSiteFlag

Deshabilita la importación del módulo site y las manipulaciones dependientes del sitio de sys.path que conlleva. También deshabilita estas manipulaciones si site se importa explícitamente más tarde (llama a site.main() si desea que se activen).

Establecido por la opción -S.

int Py_NoUserSiteDirectory

No agregue el directorio de paquetes de sitio del usuario (site-packages) a sys.path.

Establecido por las opciones -s y -I, y la variable de entorno PYTHONNOUSERSITE.

int Py_OptimizeFlag

Establecido por la opción -O y la variable de entorno PYTHONOPTIMIZE.

int Py_QuietFlag

No muestre los mensajes de copyright y de versión incluso en modo interactivo.

Establecido por la opción -q.

Nuevo en la versión 3.2.

int Py_UnbufferedStdioFlag

Obliga a las secuencias stdout y stderr a que no tengan búfer.

Establecido por la opción -u y la variable de entorno PYTHONUNBUFFERED.

int Py_VerboseFlag

Imprime un mensaje cada vez que se inicializa un módulo, mostrando el lugar (nombre de archivo o módulo incorporado) desde el que se carga. Si es mayor o igual a 2, imprime un mensaje para cada archivo que se verifica al buscar un módulo. También proporciona información sobre la limpieza del módulo a la salida.

Establecido por la opción -v y la variable de entorno PYTHONVERBOSE.

Inicializando y finalizando el intérprete

void Py_Initialize()
Part of the Stable ABI.

Inicializa el intérprete de Python. En una aplicación que incorpora Python, se debe llamar antes de usar cualquier otra función de API Python/C; vea Antes de la inicialización de Python para ver algunas excepciones.

Esto inicializa la tabla de módulos cargados (sys.modules) y crea los módulos fundamentales builtins, __main__ y sys. También inicializa la ruta de búsqueda del módulo (sys.path). No establece sys.argv; use PySys_SetArgvEx() para eso. Este es un no-op cuando se llama por segunda vez (sin llamar primero a Py_FinalizeEx()). No hay valor de retorno; es un error fatal si falla la inicialización.

Nota

En Windows, cambia el modo de consola de O_TEXT a O_BINARY, lo que también afectará los usos de la consola que no sean de Python utilizando C Runtime.

void Py_InitializeEx(int initsigs)
Part of the Stable ABI.

Esta función funciona como Py_Initialize() si initsigs es 1. Si initsigs es 0, omite el registro de inicialización de los manejadores de señal, lo que podría ser útil cuando Python está incrustado.

int Py_IsInitialized()
Part of the Stable ABI.

Retorna verdadero (distinto de cero) cuando el intérprete de Python se ha inicializado, falso (cero) si no. Después de que se llama a Py_FinalizeEx(), esto retorna falso hasta que Py_Initialize() se llama de nuevo.

int Py_FinalizeEx()
Part of the Stable ABI since version 3.6.

Deshace todas las inicializaciones realizadas por Py_Initialize() y el uso posterior de las funciones de Python/C API, y destruye todos los sub-intérpretes (ver Py_NewInterpreter() a continuación) que se crearon y aún no se destruyeron desde el última llamada a Py_Initialize(). Idealmente, esto libera toda la memoria asignada por el intérprete de Python. Este es un no-op cuando se llama por segunda vez (sin llamar a Py_Initialize() nuevamente primero). Normalmente el valor de retorno es 0. Si hubo errores durante la finalización (lavado de datos almacenados en el búfer), se retorna -1.

Esta función se proporciona por varias razones. Una aplicación de incrustación puede querer reiniciar Python sin tener que reiniciar la aplicación misma. Una aplicación que ha cargado el intérprete de Python desde una biblioteca cargable dinámicamente (o DLL) puede querer liberar toda la memoria asignada por Python antes de descargar la DLL. Durante una búsqueda de pérdidas de memoria en una aplicación, un desarrollador puede querer liberar toda la memoria asignada por Python antes de salir de la aplicación.

Errores y advertencias: La destrucción de módulos y objetos en módulos se realiza en orden aleatorio; esto puede causar que los destructores (métodos __del__()) fallen cuando dependen de otros objetos (incluso funciones) o módulos. Los módulos de extensión cargados dinámicamente cargados por Python no se descargan. Es posible que no se liberen pequeñas cantidades de memoria asignadas por el intérprete de Python (si encuentra una fuga, informe por favor). La memoria atada en referencias circulares entre objetos no se libera. Es posible que parte de la memoria asignada por los módulos de extensión no se libere. Algunas extensiones pueden no funcionar correctamente si su rutina de inicialización se llama más de una vez; Esto puede suceder si una aplicación llama a Py_Initialize() y Py_FinalizeEx() más de una vez.

Genera un evento de auditoría cpython._PySys_ClearAuditHooks sin argumentos.

Nuevo en la versión 3.6.

void Py_Finalize()
Part of the Stable ABI.

Esta es una versión compatible con versiones anteriores de Py_FinalizeEx() que ignora el valor de retorno.

Parámetros de todo el proceso

int Py_SetStandardStreamEncoding(const char *encoding, const char *errors)

Esta función debería llamarse antes de Py_Initialize(), si es que se llama. Especifica qué codificación y manejo de errores usar con IO estándar, con los mismos significados que en str.encode().

Reemplaza los valores PYTHONIOENCODING, y permite incrustar código para controlar la codificación IO cuando la variable de entorno no funciona.

codificación o errores pueden ser NULL para usar PYTHONIOENCODING o valores predeterminados (dependiendo de otras configuraciones).

Tenga en cuenta que sys.stderr siempre usa el controlador de error «backslashreplace», independientemente de esta configuración (o cualquier otra).

Si se llama a Py_FinalizeEx(), será necesario volver a llamar a esta función para afectar las llamadas posteriores a Py_Initialize().

Retorna 0 si tiene éxito, un valor distinto de cero en caso de error (por ejemplo, llamar después de que el intérprete ya se haya inicializado)

Nuevo en la versión 3.4.

void Py_SetProgramName(const wchar_t *name)
Part of the Stable ABI.

Esta función debería llamarse antes Py_Initialize() se llama por primera vez, si es que se llama. Le dice al intérprete el valor del argumento argv[0] para la función main() del programa (convertido a caracteres anchos). Esto es utilizado por Py_GetPath() y algunas otras funciones a continuación para encontrar las bibliotecas de tiempo de ejecución de Python relativas al ejecutable del intérprete. El valor predeterminado es 'python'. El argumento debe apuntar a una cadena de caracteres anchos terminada en cero en almacenamiento estático cuyo contenido no cambiará mientras dure la ejecución del programa. Ningún código en el intérprete de Python cambiará el contenido de este almacenamiento.

Use Py_DecodeLocale() to decode a bytes string to get a wchar_* string.

wchar *Py_GetProgramName()
Part of the Stable ABI.

Retorna el nombre del programa establecido con Py_SetProgramName(), o el valor predeterminado. La cadena de caracteres retornada apunta al almacenamiento estático; la persona que llama no debe modificar su valor.

Esta función ya no se puede llamar antes de Py_Initialize(), de otra forma retornará NULL.

Distinto en la versión 3.10: Todas las siguientes funciones deben llamarse después de Py_Initialize(), de lo contrario retornará NULL.

wchar_t *Py_GetPrefix()
Part of the Stable ABI.

Return the prefix for installed platform-independent files. This is derived through a number of complicated rules from the program name set with Py_SetProgramName() and some environment variables; for example, if the program name is '/usr/local/bin/python', the prefix is '/usr/local'. The returned string points into static storage; the caller should not modify its value. This corresponds to the prefix variable in the top-level Makefile and the --prefix argument to the configure script at build time. The value is available to Python code as sys.prefix. It is only useful on Unix. See also the next function.

Esta función ya no se puede llamar antes de Py_Initialize(), de otra forma retornará NULL.

Distinto en la versión 3.10: Todas las siguientes funciones deben llamarse después de Py_Initialize(), de lo contrario retornará NULL.

wchar_t *Py_GetExecPrefix()
Part of the Stable ABI.

Retorna el exec-prefix para los archivos instalados dependientes de la plataforma. Esto se deriva a través de una serie de reglas complicadas del nombre del programa establecido con Py_SetProgramName() y algunas variables de entorno; por ejemplo, si el nombre del programa es '/usr/local/bin/python', el prefijo exec es '/usr/local'. La cadena de caracteres retornada apunta al almacenamiento estático; la persona que llama no debe modificar su valor. Esto corresponde a la variable exec_prefix en el archivo de nivel superior Makefile y el argumento --exec-prefix a la secuencia de comandos (script) configure en tiempo de compilación. El valor está disponible para el código de Python como sys.exec_prefix. Solo es útil en Unix.

Antecedentes: el prefijo exec difiere del prefijo cuando los archivos dependientes de la plataforma (como ejecutables y bibliotecas compartidas) se instalan en un árbol de directorios diferente. En una instalación típica, los archivos dependientes de la plataforma pueden instalarse en el subárbol /usr/local/plat mientras que la plataforma independiente puede instalarse en /usr/local.

En términos generales, una plataforma es una combinación de familias de hardware y software, por ejemplo, las máquinas Sparc que ejecutan el sistema operativo Solaris 2.x se consideran la misma plataforma, pero las máquinas Intel que ejecutan Solaris 2.x son otra plataforma, y las máquinas Intel que ejecutan Linux son otra plataforma más. Las diferentes revisiones importantes del mismo sistema operativo generalmente también forman plataformas diferentes. Los sistemas operativos que no son Unix son una historia diferente; Las estrategias de instalación en esos sistemas son tan diferentes que el prefijo y el prefijo exec no tienen sentido y se configuran en la cadena vacía. Tenga en cuenta que los archivos de bytecode compilados de Python son independientes de la plataforma (¡pero no independientes de la versión de Python con la que fueron compilados!).

Los administradores de sistemas sabrán cómo configurar los programas mount o automount para compartir /usr/local entre plataformas mientras que /usr/local/plat sea un sistema de archivos diferente para cada plataforma.

Esta función ya no se puede llamar antes de Py_Initialize(), de otra forma retornará NULL.

Distinto en la versión 3.10: Todas las siguientes funciones deben llamarse después de Py_Initialize(), de lo contrario retornará NULL.

wchar_t *Py_GetProgramFullPath()
Part of the Stable ABI.

Retorna el nombre completo del programa del ejecutable de Python; esto se calcula como un efecto secundario de derivar la ruta de búsqueda predeterminada del módulo del nombre del programa (establecido por Py_SetProgramName() arriba). La cadena de caracteres retornada apunta al almacenamiento estático; la persona que llama no debe modificar su valor. El valor está disponible para el código de Python como sys.executable.

Esta función ya no se puede llamar antes de Py_Initialize(), de otra forma retornará NULL.

Distinto en la versión 3.10: Todas las siguientes funciones deben llamarse después de Py_Initialize(), de lo contrario retornará NULL.

wchar_t *Py_GetPath()
Part of the Stable ABI.

Retorna la ruta de búsqueda del módulo predeterminado; esto se calcula a partir del nombre del programa (establecido por Py_SetProgramName() antes mencionado) y algunas variables de entorno. La cadena de caracteres retornada consiste en una serie de nombres de directorio separados por un carácter delimitador dependiente de la plataforma. El carácter delimitador es ':' en Unix y macOS, ';' en Windows. La cadena de caracteres retornada apunta al almacenamiento estático; la persona que llama no debe modificar su valor. La lista sys.path se inicializa con este valor en el inicio del intérprete; se puede (y generalmente se realiza) modificar más adelante para cambiar la ruta de búsqueda para cargar módulos.

Esta función ya no se puede llamar antes de Py_Initialize(), de otra forma retornará NULL.

Distinto en la versión 3.10: Todas las siguientes funciones deben llamarse después de Py_Initialize(), de lo contrario retornará NULL.

void Py_SetPath(const wchar_t*)
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Establece la ruta de búsqueda del módulo predeterminado. Si se llama a esta función antes de Py_Initialize(), entonces Py_GetPath() no intentará computar una ruta de búsqueda predeterminada, sino que utilizará la proporcionada en su lugar. Esto es útil si Python está incrustado por una aplicación que tiene pleno conocimiento de la ubicación de todos los módulos. Los componentes de la ruta deben estar separados por el carácter delimitador dependiente de la plataforma, el cual es ':' en Unix y macOS, ';' en Windows.

Esto también hace que sys.executable se configure en la ruta completa del programa (consulte Py_GetProgramFullPath()) y para sys.prefix y sys.exec_prefix a estar vacío. Depende de la persona que llama modificarlos si es necesario después de llamar Py_Initialize().

Use Py_DecodeLocale() to decode a bytes string to get a wchar_* string.

El argumento de ruta se copia internamente, por lo que la persona que llama puede liberarlo después de que se complete la llamada.

Distinto en la versión 3.8: La ruta completa del programa ahora se usa para sys.executable, en lugar del nombre del programa.

const char *Py_GetVersion()
Part of the Stable ABI.

Retorna la versión de este intérprete de Python. Esta es una cadena de caracteres que se parece a

"3.0a5+ (py3k:63103M, May 12 2008, 00:53:55) \n[GCC 4.2.3]"

The first word (up to the first space character) is the current Python version; the first characters are the major and minor version separated by a period. The returned string points into static storage; the caller should not modify its value. The value is available to Python code as sys.version.

const char *Py_GetPlatform()
Part of the Stable ABI.

Retorna el identificador de plataforma para la plataforma actual. En Unix, esto se forma a partir del nombre «oficial» del sistema operativo, convertido a minúsculas, seguido del número de revisión principal; por ejemplo, para Solaris 2.x, que también se conoce como SunOS 5.x, el valor es 'sunos5'. En macOS, es `` “darwin”. En Windows, es ``'win'. La cadena de caracteres retornada apunta al almacenamiento estático; la persona que llama no debe modificar su valor. El valor está disponible para el código de Python como sys.platform.

const char *Py_GetCopyright()
Part of the Stable ABI.

Retorna la cadena de caracteres de copyright oficial para la versión actual de Python, por ejemplo

'Copyright 1991-1995 Stichting Mathematisch Centrum, Amsterdam'

La cadena de caracteres retornada apunta al almacenamiento estático; la persona que llama no debe modificar su valor. El valor está disponible para el código de Python como sys.copyright.

const char *Py_GetCompiler()
Part of the Stable ABI.

Retorna una indicación del compilador utilizado para construir la versión actual de Python, entre corchetes, por ejemplo:

"[GCC 2.7.2.2]"

La cadena de caracteres retornada apunta al almacenamiento estático; la persona que llama no debe modificar su valor. El valor está disponible para el código Python como parte de la variable sys.version.

const char *Py_GetBuildInfo()
Part of the Stable ABI.

Retorna información sobre el número de secuencia y la fecha y hora de compilación de la instancia actual de intérprete de Python, por ejemplo:

"#67, Aug  1 1997, 22:34:28"

La cadena de caracteres retornada apunta al almacenamiento estático; la persona que llama no debe modificar su valor. El valor está disponible para el código Python como parte de la variable sys.version.

void PySys_SetArgvEx(int argc, wchar_t **argv, int updatepath)
Part of the Stable ABI.

Establece sys.argv basado en argc y argv. Estos parámetros son similares a los pasados a la función del programa main() con la diferencia de que la primera entrada debe referirse al archivo de la secuencia de comandos (script) que se ejecutará en lugar del ejecutable que aloja el intérprete de Python. Si no se ejecuta una secuencia de comandos (script), la primera entrada en argv puede ser una cadena de caracteres vacía. Si esta función no puede inicializar sys.argv, una condición fatal se señala usando Py_FatalError().

Si updatepath es cero, esto es todo lo que hace la función. Si updatepath no es cero, la función también modifica sys.path de acuerdo con el siguiente algoritmo:

  • Si el nombre de una secuencia de comandos (script) existente se pasa en argv[0], la ruta absoluta del directorio donde se encuentra el script se antepone a sys.path.

  • De lo contrario (es decir, si argc es 0 o argv[0] no apunta a un nombre de archivo existente), una cadena de caracteres vacía se antepone a sys.path, que es lo mismo que anteponer el directorio de trabajo actual (".").

Use Py_DecodeLocale() to decode a bytes string to get a wchar_* string.

Nota

Se recomienda que las aplicaciones que incorporan el intérprete de Python para otros fines que no sean ejecutar una sola secuencia de comandos (script) pasen 0 como updatepath y actualicen sys.path si lo desean. Ver CVE-2008-5983 <https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2008-5983> _.

En las versiones anteriores a 3.1.3, puede lograr el mismo efecto quitando manualmente el primer elemento (popping) sys.path después de haber llamado PySys_SetArgv(), por ejemplo usando

PyRun_SimpleString("import sys; sys.path.pop(0)\n");

Nuevo en la versión 3.1.3.

void PySys_SetArgv(int argc, wchar_t **argv)
Part of the Stable ABI.

Esta función funciona como PySys_SetArgvEx() con updatepath establecido en 1 a menos que el intérprete python se haya iniciado con la opción -I.

Use Py_DecodeLocale() to decode a bytes string to get a wchar_* string.

Distinto en la versión 3.4: El valor updatepath depende de la opción -I.

void Py_SetPythonHome(const wchar_t *home)
Part of the Stable ABI.

Establece el directorio «inicio» («home») predeterminado, es decir, la ubicación de las bibliotecas estándar de Python. Ver PYTHONHOME para el significado de la cadena de caracteres de argumento.

El argumento debe apuntar a una cadena de caracteres terminada en cero en el almacenamiento estático cuyo contenido no cambiará mientras dure la ejecución del programa. Ningún código en el intérprete de Python cambiará el contenido de este almacenamiento.

Use Py_DecodeLocale() to decode a bytes string to get a wchar_* string.

wchar_t *Py_GetPythonHome()
Part of the Stable ABI.

Retorna el «inicio» (home) predeterminado, es decir, el valor establecido por una llamada anterior a Py_SetPythonHome(), o el valor de la variable de entorno PYTHONHOME si está configurado.

Esta función ya no se puede llamar antes de Py_Initialize(), de otra forma retornará NULL.

Distinto en la versión 3.10: Todas las siguientes funciones deben llamarse después de Py_Initialize(), de lo contrario retornará NULL.

Estado del hilo y el bloqueo global del intérprete

El intérprete de Python no es completamente seguro para hilos (thread-safe). Para admitir programas Python multiproceso, hay un bloqueo global, denominado global interpreter lock o GIL, que debe mantener el hilo actual antes de que pueda acceder de forma segura a los objetos Python. Sin el bloqueo, incluso las operaciones más simples podrían causar problemas en un programa de hilos múltiples: por ejemplo, cuando dos hilos incrementan simultáneamente el conteo de referencias del mismo objeto, el conteo de referencias podría terminar incrementándose solo una vez en lugar de dos veces.

Por lo tanto, existe la regla de que solo el hilo que ha adquirido GIL puede operar en objetos Python o llamar a funciones API Python/C. Para emular la concurrencia de ejecución, el intérprete regularmente intenta cambiar los hilos (ver sys.setswitchinterval()). El bloqueo también se libera para bloquear potencialmente las operaciones de E/S, como leer o escribir un archivo, para que otros hilos de Python puedan ejecutarse mientras tanto.

El intérprete de Python mantiene cierta información de contabilidad específica de hilos dentro de una estructura de datos llamada PyThreadState. También hay una variable global que apunta a la actual PyThreadState: se puede recuperar usando PyThreadState_Get().

Liberando el GIL del código de extensión

La mayoría del código de extensión que manipula el GIL tiene la siguiente estructura simple

Save the thread state in a local variable.
Release the global interpreter lock.
... Do some blocking I/O operation ...
Reacquire the global interpreter lock.
Restore the thread state from the local variable.

Esto es tan común que existen un par de macros para simplificarlo:

Py_BEGIN_ALLOW_THREADS
... Do some blocking I/O operation ...
Py_END_ALLOW_THREADS

La macro Py_BEGIN_ALLOW_THREADS abre un nuevo bloque y declara una variable local oculta; la macro Py_END_ALLOW_THREADS cierra el bloque.

El bloque anterior se expande al siguiente código:

PyThreadState *_save;

_save = PyEval_SaveThread();
... Do some blocking I/O operation ...
PyEval_RestoreThread(_save);

Así es como funcionan estas funciones: el bloqueo global del intérprete se usa para proteger el puntero al estado actual del hilo. Al liberar el bloqueo y guardar el estado del hilo, el puntero del estado del hilo actual debe recuperarse antes de que se libere el bloqueo (ya que otro hilo podría adquirir inmediatamente el bloqueo y almacenar su propio estado de hilo en la variable global). Por el contrario, al adquirir el bloqueo y restaurar el estado del hilo, el bloqueo debe adquirirse antes de almacenar el puntero del estado del hilo.

Nota

Llamar a las funciones de E/S del sistema es el caso de uso más común para liberar el GIL, pero también puede ser útil antes de llamar a cálculos de larga duración que no necesitan acceso a objetos de Python, como las funciones de compresión o criptográficas que operan sobre memorias intermedias. Por ejemplo, los módulos estándar zlib y hashlib liberan el GIL al comprimir o mezclar datos.

Hilos creados sin Python

Cuando se crean hilos utilizando las API dedicadas de Python (como el módulo threading), se les asocia automáticamente un estado del hilo y, por lo tanto, el código que se muestra arriba es correcto. Sin embargo, cuando los hilos se crean desde C (por ejemplo, por una biblioteca de terceros con su propia administración de hilos), no contienen el GIL, ni existe una estructura de estado de hilos para ellos.

Si necesita llamar al código Python desde estos subprocesos (a menudo esto será parte de una API de devolución de llamada proporcionada por la biblioteca de terceros mencionada anteriormente), primero debe registrar estos subprocesos con el intérprete creando una estructura de datos de estado del subproceso, luego adquiriendo el GIL, y finalmente almacenando su puntero de estado de hilo, antes de que pueda comenzar a usar la API Python/C Cuando haya terminado, debe restablecer el puntero del estado del hilo, liberar el GIL y finalmente liberar la estructura de datos del estado del hilo.

Las funciones PyGILState_Ensure() y PyGILState_Release() hacen todo lo anterior automáticamente. El idioma típico para llamar a Python desde un hilo C es:

PyGILState_STATE gstate;
gstate = PyGILState_Ensure();

/* Perform Python actions here. */
result = CallSomeFunction();
/* evaluate result or handle exception */

/* Release the thread. No Python API allowed beyond this point. */
PyGILState_Release(gstate);

Note that the PyGILState_* functions assume there is only one global interpreter (created automatically by Py_Initialize()). Python supports the creation of additional interpreters (using Py_NewInterpreter()), but mixing multiple interpreters and the PyGILState_* API is unsupported.

Precauciones sobre fork()

Otra cosa importante a tener en cuenta sobre los hilos es su comportamiento frente a la llamada C fork(). En la mayoría de los sistemas con fork(), después de que un proceso se bifurca, solo existirá el hilo que emitió el fork. Esto tiene un impacto concreto tanto en cómo se deben manejar las cerraduras como en todo el estado almacenado en el tiempo de ejecución de CPython.

El hecho de que solo permanezca al hilo «actual» significa que ningún bloqueo retenido por otros hilos nunca se liberará. Python resuelve esto para os.fork() adquiriendo los bloqueos que usa internamente antes de la bifurcación (fork) y soltándolos después. Además, restablece cualquier Objetos tipo lock en el elemento secundario. Al extender o incrustar Python, no hay forma de informar a Python de bloqueos adicionales (que no sean Python) que deben adquirirse antes o restablecerse después de una bifurcación. Las instalaciones del sistema operativo como pthread_atfork() tendrían que usarse para lograr lo mismo. Además, al extender o incrustar Python, llamando fork() directamente en lugar de a través de os.fork() (y retornar o llamar a Python) puede resultar en un punto muerto (deadlock) por uno de los bloqueos internos de Python. sostenido por un hilo que no funciona después del fork. PyOS_AfterFork_Child() intenta restablecer los bloqueos necesarios, pero no siempre puede hacerlo.

El hecho de que todos los otros hilos desaparezcan también significa que el estado de ejecución de CPython debe limpiarse correctamente, lo que os.fork() lo hace. Esto significa finalizar todos los demás objetos PyThreadState que pertenecen al intérprete actual y todos los demás objetos PyInterpreterState. Debido a esto y a la naturaleza especial del intérprete «principal», fork() solo debería llamarse en el hilo «principal» de ese intérprete, donde el CPython global el tiempo de ejecución se inicializó originalmente. La única excepción es si exec() se llamará inmediatamente después.

API de alto nivel

Estos son los tipos y funciones más utilizados al escribir código de extensión C o al incrustar el intérprete de Python:

type PyInterpreterState
Part of the Limited API (as an opaque struct).

Esta estructura de datos representa el estado compartido por varios subprocesos cooperantes. Los hilos que pertenecen al mismo intérprete comparten la administración de su módulo y algunos otros elementos internos. No hay miembros públicos en esta estructura.

Los hilos que pertenecen a diferentes intérpretes inicialmente no comparten nada, excepto el estado del proceso como memoria disponible, descriptores de archivos abiertos y demás. El bloqueo global del intérprete también es compartido por todos los hilos, independientemente de a qué intérprete pertenezcan.

type PyThreadState
Part of the Limited API (as an opaque struct).

This data structure represents the state of a single thread. The only public data member is interp (PyInterpreterState*), which points to this thread’s interpreter state.

void PyEval_InitThreads()
Part of the Stable ABI.

Función deprecada que no hace nada.

En Python 3.6 y versiones anteriores, esta función creaba el GIL si no existía.

Distinto en la versión 3.9: La función ahora no hace nada.

Distinto en la versión 3.7: Esta función ahora es llamada por Py_Initialize(), por lo que ya no tiene que llamarla usted mismo.

Distinto en la versión 3.2: Esta función ya no se puede llamar antes de Py_Initialize().

Obsoleto desde la versión 3.9, se eliminará en la versión 3.11.

int PyEval_ThreadsInitialized()
Part of the Stable ABI.

Retorna un valor distinto de cero si se ha llamado a PyEval_InitThreads(). Esta función se puede invocar sin mantener el GIL y, por lo tanto, se puede utilizar para evitar llamadas a la API de bloqueo cuando se ejecuta un solo hilo.

Distinto en la versión 3.7: El término GIL ahora se inicializa con Py_Initialize().

Obsoleto desde la versión 3.9, se eliminará en la versión 3.11.

PyThreadState *PyEval_SaveThread()
Part of the Stable ABI.

Libere el bloqueo global del intérprete (si se ha creado) y restablezca el estado del hilo a NULL, retornando el estado del hilo anterior (que no es NULL). Si se ha creado el bloqueo, el hilo actual debe haberlo adquirido.

void PyEval_RestoreThread(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI.

Adquiera el bloqueo global del intérprete (si se ha creado) y establezca el estado del hilo en tstate, que no debe ser NULL. Si se ha creado el bloqueo, el hilo actual no debe haberlo adquirido, de lo contrario se produce un deadlock.

Nota

Llamar a esta función desde un hilo cuando finalice el tiempo de ejecución terminará el hilo, incluso si Python no creó el hilo. Puede usar _Py_IsFinalizing() o sys.is_finalizing() para verificar si el intérprete está en proceso de finalización antes de llamar a esta función para evitar una terminación no deseada.

PyThreadState *PyThreadState_Get()
Part of the Stable ABI.

Retorna el estado actual del hilo. Se debe mantener el bloqueo global del intérprete. Cuando el estado actual del hilo es NULL, esto genera un error fatal (por lo que la persona que llama no necesita verificar NULL).

PyThreadState *PyThreadState_Swap(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI.

Cambia el estado del hilo actual con el estado del hilo dado por el argumento tstate, que puede ser NULL. El bloqueo global del intérprete debe mantenerse y no se libera.

Las siguientes funciones utilizan almacenamiento local de hilos y no son compatibles con subinterpretes:

PyGILState_STATE PyGILState_Ensure()
Part of the Stable ABI.

Asegúrese de que el subproceso actual esté listo para llamar a la API de Python C, independientemente del estado actual de Python o del bloqueo global del intérprete. Esto se puede invocar tantas veces como lo desee un subproceso siempre que cada llamada coincida con una llamada a PyGILState_Release(). En general, se pueden usar otras API relacionadas con subprocesos entre PyGILState_Ensure() y PyGILState_Release() invoca siempre que el estado del subproceso se restablezca a su estado anterior antes del Release(). Por ejemplo, el uso normal de las macros Py_BEGIN_ALLOW_THREADS y Py_END_ALLOW_THREADS es aceptable.

El valor de retorno es un «identificador» opaco al estado del hilo cuando PyGILState_Ensure() fue llamado, y debe pasarse a PyGILState_Release() para asegurar que Python se deje en el mismo estado. Aunque las llamadas recursivas están permitidas, estos identificadores no pueden compartirse; cada llamada única a PyGILState_Ensure() debe guardar el identificador para su llamada a PyGILState_Release().

Cuando la función regrese, el hilo actual contendrá el GIL y podrá llamar a código arbitrario de Python. El fracaso es un error fatal.

Nota

Llamar a esta función desde un hilo cuando finalice el tiempo de ejecución terminará el hilo, incluso si Python no creó el hilo. Puede usar _Py_IsFinalizing() o sys.is_finalizing() para verificar si el intérprete está en proceso de finalización antes de llamar a esta función para evitar una terminación no deseada.

void PyGILState_Release(PyGILState_STATE)
Part of the Stable ABI.

Libera cualquier recurso previamente adquirido. Después de esta llamada, el estado de Python será el mismo que antes de la llamada correspondiente PyGILState_Ensure() (pero en general este estado será desconocido para la persona que llama, de ahí el uso de la API GILState).

Cada llamada a PyGILState_Ensure() debe coincidir con una llamada a PyGILState_Release() en el mismo hilo.

PyThreadState *PyGILState_GetThisThreadState()
Part of the Stable ABI.

Obtenga el estado actual del hilo para este hilo. Puede retornar NULL si no se ha utilizado la API GILState en el hilo actual. Tenga en cuenta que el subproceso principal siempre tiene dicho estado de subproceso, incluso si no se ha realizado una llamada de estado de subproceso automático en el subproceso principal. Esta es principalmente una función auxiliar y de diagnóstico.

int PyGILState_Check()

Retorna 1 si el hilo actual mantiene el GIL y 0 de lo contrario. Esta función se puede llamar desde cualquier hilo en cualquier momento. Solo si se ha inicializado el hilo de Python y actualmente mantiene el GIL, retornará 1. Esta es principalmente una función auxiliar y de diagnóstico. Puede ser útil, por ejemplo, en contextos de devolución de llamada o funciones de asignación de memoria cuando saber que el GIL está bloqueado puede permitir que la persona que llama realice acciones confidenciales o se comporte de otra manera de manera diferente.

Nuevo en la versión 3.4.

Las siguientes macros se usan normalmente sin punto y coma final; busque, por ejemplo, el uso en la distribución fuente de Python.

Py_BEGIN_ALLOW_THREADS
Part of the Stable ABI.

Esta macro se expande a {PyThreadState *_save; _save = PyEval_SaveThread();. Tenga en cuenta que contiene una llave de apertura; debe coincidir con la siguiente macro Py_END_ALLOW_THREADS. Ver arriba para una discusión más detallada de esta macro.

Py_END_ALLOW_THREADS
Part of the Stable ABI.

Esta macro se expande a PyEval_RestoreThread(_save); }. Tenga en cuenta que contiene una llave de cierre; debe coincidir con una macro anterior Py_BEGIN_ALLOW_THREADS. Ver arriba para una discusión más detallada de esta macro.

Py_BLOCK_THREADS
Part of the Stable ABI.

Esta macro se expande a PyEval_RestoreThread(_save);: es equivalente a Py_END_ALLOW_THREADS sin la llave de cierre.

Py_UNBLOCK_THREADS
Part of the Stable ABI.

Esta macro se expande a _save = PyEval_SaveThread();: es equivalente a Py_BEGIN_ALLOW_THREADS sin la llave de apertura y la declaración de variable.

API de bajo nivel

Todas las siguientes funciones deben llamarse después de Py_Initialize().

Distinto en la versión 3.7: Py_Initialize() ahora inicializa el GIL.

PyInterpreterState *PyInterpreterState_New()
Part of the Stable ABI.

Crea un nuevo objeto de estado de intérprete. No es necesario retener el bloqueo global del intérprete, pero se puede retener si es necesario para serializar llamadas a esta función.

Genera un evento de auditoría python.PyInterpreterState_New sin argumentos.

void PyInterpreterState_Clear(PyInterpreterState *interp)
Part of the Stable ABI.

Restablece toda la información en un objeto de estado de intérprete. Se debe mantener el bloqueo global del intérprete.

Lanza una eventos de auditoría python.PyInterpreterState Clear sin argumentos.

void PyInterpreterState_Delete(PyInterpreterState *interp)
Part of the Stable ABI.

Destruye un objeto de estado de intérprete. No es necesario mantener el bloqueo global del intérprete. El estado del intérprete debe haberse restablecido con una llamada previa a PyInterpreterState_Clear().

PyThreadState *PyThreadState_New(PyInterpreterState *interp)
Part of the Stable ABI.

Crea un nuevo objeto de estado de hilo que pertenece al objeto de intérprete dado. No es necesario retener el bloqueo global del intérprete, pero se puede retener si es necesario para serializar llamadas a esta función.

void PyThreadState_Clear(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI.

Restablece toda la información en un objeto de estado de hilo. Se debe mantener el bloqueo global del intérprete.

Distinto en la versión 3.9: Esta función ahora llama a la retrollamada PyThreadState.on_delete. Anteriormente, eso sucedía en PyThreadState_Delete().

void PyThreadState_Delete(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI.

Destruye un objeto de estado de hilo. No es necesario mantener el bloqueo global del intérprete. El estado del hilo debe haberse restablecido con una llamada previa a PyThreadState_Clear().

void PyThreadState_DeleteCurrent(void)

Destruye un objeto de estado de hilo y suelta el bloqueo del intérprete global. Como PyThreadState_Delete(), no es necesario mantener el bloqueo del intérprete global. El estado del hilo debe haberse restablecido con una llamada anterior a PyThreadState_Clear().

PyFrameObject *PyThreadState_GetFrame(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI since version 3.10.

Obtiene el marco actual del estado del hilo de Python tstate.

Retorna una strong reference (referencia sólida). Retorna NULL si no se está ejecutando ningún cuadro.

Vea también PyEval_GetFrame().

tstate no debe ser NULL.

Nuevo en la versión 3.9.

uint64_t PyThreadState_GetID(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI since version 3.10.

Obtiene el identificador de estado de subproceso único del estado del hilo de Python tstate.

tstate no debe ser NULL.

Nuevo en la versión 3.9.

PyInterpreterState *PyThreadState_GetInterpreter(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI since version 3.10.

Obtiene el intérprete del estado del hilo de Python tstate.

tstate no debe ser NULL.

Nuevo en la versión 3.9.

PyInterpreterState *PyInterpreterState_Get(void)
Part of the Stable ABI since version 3.9.

Obtiene el intérprete actual.

Emite un error fatal si no hay un estado actual del hilo de Python o no hay un intérprete actual. No puede retornar NULL.

La persona que llama debe retener el GIL.

Nuevo en la versión 3.9.

int64_t PyInterpreterState_GetID(PyInterpreterState *interp)
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Retorna la identificación única del intérprete. Si hubo algún error al hacerlo, entonces se retorna -1 y se establece un error.

La persona que llama debe retener el GIL.

Nuevo en la versión 3.7.

PyObject *PyInterpreterState_GetDict(PyInterpreterState *interp)
Part of the Stable ABI since version 3.8.

Retorna un diccionario en el que se pueden almacenar datos específicos del intérprete. Si esta función retorna NULL, no se ha producido ninguna excepción y la persona que llama debe suponer que no hay disponible una instrucción específica del intérprete.

Esto no reemplaza a PyModule_GetState(), que las extensiones deben usar para almacenar información de estado específica del intérprete.

Nuevo en la versión 3.8.

typedef PyObject *(*_PyFrameEvalFunction)(PyThreadState *tstate, PyFrameObject *frame, int throwflag)

Tipo de función de evaluación de marcos.

El parámetro throwflag es usado por el método de generadores throw(): si no es cero, maneja la excepción actual.

Distinto en la versión 3.9: La función ahora recibe un parámetro tstate.

_PyFrameEvalFunction _PyInterpreterState_GetEvalFrameFunc(PyInterpreterState *interp)

Obtiene la función de evaluación de marcos.

Consulte PEP 523 «Adición de una API de evaluación de marcos a CPython».

Nuevo en la versión 3.9.

void _PyInterpreterState_SetEvalFrameFunc(PyInterpreterState *interp, _PyFrameEvalFunction eval_frame)

Configura la función de evaluación del marco.

Consulte PEP 523 «Adición de una API de evaluación de marcos a CPython».

Nuevo en la versión 3.9.

PyObject *PyThreadState_GetDict()
Return value: Borrowed reference. Part of the Stable ABI.

Retorna un diccionario en el que las extensiones pueden almacenar información de estado específica del hilo. Cada extensión debe usar una clave única para almacenar el estado en el diccionario. Está bien llamar a esta función cuando no hay un estado del hilo actual disponible. Si esta función retorna NULL, no se ha producido ninguna excepción y la persona que llama debe asumir que no hay disponible ningún estado del hilo actual.

int PyThreadState_SetAsyncExc(unsigned long id, PyObject *exc)
Part of the Stable ABI.

Asincrónicamente lanza una excepción en un hilo. El argumento id es el id del hilo del hilo de destino; exc es el objeto de excepción que se debe generar. Esta función no roba ninguna referencia a exc. Para evitar el uso indebido ingenuo, debe escribir su propia extensión C para llamar a esto. Debe llamarse con el GIL retenido. Retorna el número de estados de hilo modificados; normalmente es uno, pero será cero si no se encuentra la identificación del hilo. Si exc es NULL, se borra la excepción pendiente (si existe) para el hilo. Esto no lanza excepciones.

Distinto en la versión 3.7: The type of the id parameter changed from long to unsigned long.

void PyEval_AcquireThread(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI.

Adquiere el bloqueo global del intérprete y establece el estado actual del hilo en tstate, que no debe ser NULL. El bloqueo debe haber sido creado anteriormente. Si este hilo ya tiene el bloqueo, se produce un deadlock.

Nota

Llamar a esta función desde un hilo cuando finalice el tiempo de ejecución terminará el hilo, incluso si Python no creó el hilo. Puede usar _Py_IsFinalizing() o sys.is_finalizing() para verificar si el intérprete está en proceso de finalización antes de llamar a esta función para evitar una terminación no deseada.

Distinto en la versión 3.8: Actualiza para ser coherente con PyEval_RestoreThread(), Py_END_ALLOW_THREADS(), y PyGILState_Ensure(), y termina el hilo actual si se llama mientras el intérprete está finalizando.

PyEval_RestoreThread() es una función de nivel superior que siempre está disponible (incluso cuando los subprocesos no se han inicializado).

void PyEval_ReleaseThread(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI.

Restablece el estado actual del hilo a NULL y libera el bloqueo global del intérprete. El bloqueo debe haberse creado antes y debe estar retenido por el hilo actual. El argumento tstate, que no debe ser NULL, solo se usa para verificar que representa el estado actual del hilo — si no lo es, se informa un error fatal.

PyEval_SaveThread() es una función de nivel superior que siempre está disponible (incluso cuando los hilos no se han inicializado).

void PyEval_AcquireLock()
Part of the Stable ABI.

Adquiera el bloqueo global de intérprete. El bloqueo debe haber sido creado anteriormente. Si este hilo ya tiene el bloqueo, se produce un deadlock.

Obsoleto desde la versión 3.2: Esta función no actualiza el estado actual del hilo. Utilice PyEval_RestoreThread() o PyEval_AcquireThread() en su lugar.

Nota

Llamar a esta función desde un hilo cuando finalice el tiempo de ejecución terminará el hilo, incluso si Python no creó el hilo. Puede usar _Py_IsFinalizing() o sys.is_finalizing() para verificar si el intérprete está en proceso de finalización antes de llamar a esta función para evitar una terminación no deseada.

Distinto en la versión 3.8: Actualiza para ser coherente con PyEval_RestoreThread(), Py_END_ALLOW_THREADS(), y PyGILState_Ensure(), y termina el hilo actual si se llama mientras el intérprete está finalizando.

void PyEval_ReleaseLock()
Part of the Stable ABI.

Libere el bloqueo global del intérprete. El bloqueo debe haber sido creado anteriormente.

Obsoleto desde la versión 3.2: Esta función no actualiza el estado actual del hilo. Utilice PyEval_SaveThread() o PyEval_ReleaseThread() en su lugar.

Soporte de subinterprete

Si bien en la mayoría de los usos, solo incrustará un solo intérprete de Python, hay casos en los que necesita crear varios intérpretes independientes en el mismo proceso y tal vez incluso en el mismo hilo. Los subinterpretes le permiten hacer eso.

El intérprete «principal» es el primero creado cuando se inicializa el tiempo de ejecución. Suele ser el único intérprete de Python en un proceso. A diferencia de los subinterpretes, el intérprete principal tiene responsabilidades globales de proceso únicas, como el manejo de señales. También es responsable de la ejecución durante la inicialización del tiempo de ejecución y generalmente es el intérprete activo durante la finalización del tiempo de ejecución. La función PyInterpreterState_Main() retorna un puntero a su estado.

Puede cambiar entre subinterpretes utilizando la función PyThreadState_Swap(). Puede crearlos y destruirlos utilizando las siguientes funciones:

PyThreadState *Py_NewInterpreter()
Part of the Stable ABI.

Crea un nuevo subinterprete. Este es un entorno (casi) totalmente separado para la ejecución de código Python. En particular, el nuevo intérprete tiene versiones separadas e independientes de todos los módulos importados, incluidos los módulos fundamentales builtins, __main__ y sys. La tabla de módulos cargados (sys.modules) y la ruta de búsqueda del módulo (sys.path) también están separados. El nuevo entorno no tiene variable sys.argv. Tiene nuevos objetos de archivo de flujo de E/S estándar sys.stdin, sys.stdout y sys.stderr (sin embargo, estos se refieren a los mismos descriptores de archivo subyacentes).

El valor de retorno apunta al primer estado del hilo creado en el nuevo subinterprete. Este estado de hilo se realiza en el estado de hilo actual. Tenga en cuenta que no se crea ningún hilo real; vea la discusión de los estados del hilo a continuación. Si la creación del nuevo intérprete no tiene éxito, se retorna NULL; no se establece ninguna excepción, ya que el estado de excepción se almacena en el estado actual del hilo y es posible que no haya un estado actual del hilo. (Al igual que todas las otras funciones de Python/C API, el bloqueo global del intérprete debe mantenerse antes de llamar a esta función y aún se mantiene cuando regresa; sin embargo, a diferencia de la mayoría de las otras funciones de Python/C API, no es necesario que haya un estado del hilo actual en entrada.)

Los módulos de extensión se comparten entre (sub) intérpretes de la siguiente manera:

  • Para módulos que usan inicialización multifase, por ejemplo PyModule_FromDefAndSpec(), se crea e inicializa un objeto de módulo separado para cada intérprete. Solo las variables estáticas y globales de nivel C se comparten entre estos objetos de módulo.

  • Para módulos que utilizan inicialización monofásica, por ejemplo PyModule_Create(), la primera vez que se importa una extensión en particular, se inicializa normalmente y una copia (superficial) del diccionario de su módulo se guarda. Cuando otro (sub) intérprete importa la misma extensión, se inicializa un nuevo módulo y se llena con el contenido de esta copia; no se llama a la función init de la extensión. Los objetos en el diccionario del módulo terminan compartidos entre (sub) intérpretes, lo que puede causar un comportamiento no deseado (ver Errores y advertencias (Bugs and caveats) a continuación).

    Tenga en cuenta que esto es diferente de lo que sucede cuando se importa una extensión después de que el intérprete se haya reiniciado por completo llamando a Py_FinalizeEx() y Py_Initialize(); en ese caso, la función initmodule de la extensión es llamada nuevamente. Al igual que con la inicialización de múltiples fases, esto significa que solo se comparten variables estáticas y globales de nivel C entre estos módulos.

void Py_EndInterpreter(PyThreadState *tstate)
Part of the Stable ABI.

Destruye el (sub) intérprete representado por el estado del hilo dado. El estado del hilo dado debe ser el estado del hilo actual. Vea la discusión de los estados del hilo a continuación. Cuando la llamada regresa, el estado actual del hilo es NULL. Todos los estados de hilo asociados con este intérprete se destruyen. (El bloqueo global del intérprete debe mantenerse antes de llamar a esta función y aún se mantiene cuando vuelve). Py_FinalizeEx() destruirá todos los subinterpretes que no se hayan destruido explícitamente en ese punto.

Errores y advertencias

Debido a que los subinterpretes (y el intérprete principal) son parte del mismo proceso, el aislamiento entre ellos no es perfecto — por ejemplo, usando operaciones de archivos de bajo nivel como os.close() pueden (accidentalmente o maliciosamente) afectar los archivos abiertos del otro. Debido a la forma en que las extensiones se comparten entre (sub) intérpretes, algunas extensiones pueden no funcionar correctamente; esto es especialmente probable cuando se utiliza la inicialización monofásica o las variables globales (estáticas). Es posible insertar objetos creados en un subinterprete en un espacio de nombres de otro (sub) intérprete; Esto debe evitarse si es posible.

Se debe tener especial cuidado para evitar compartir funciones, métodos, instancias o clases definidas por el usuario entre los subinterpretes, ya que las operaciones de importación ejecutadas por dichos objetos pueden afectar el diccionario (sub-) intérprete incorrecto de los módulos cargados. Es igualmente importante evitar compartir objetos desde los que se pueda acceder a lo anterior.

Also note that combining this functionality with PyGILState_* APIs is delicate, because these APIs assume a bijection between Python thread states and OS-level threads, an assumption broken by the presence of sub-interpreters. It is highly recommended that you don’t switch sub-interpreters between a pair of matching PyGILState_Ensure() and PyGILState_Release() calls. Furthermore, extensions (such as ctypes) using these APIs to allow calling of Python code from non-Python created threads will probably be broken when using sub-interpreters.

Notificaciones asincrónicas

Se proporciona un mecanismo para hacer notificaciones asincrónicas al hilo principal del intérprete. Estas notificaciones toman la forma de un puntero de función y un argumento de puntero nulo.

int Py_AddPendingCall(int (*func)(void*), void *arg, )
Part of the Stable ABI.

Programa una función para que se llame desde el hilo principal del intérprete. En caso de éxito, se retorna 0 y se pone en cola func para ser llamado en el hilo principal. En caso de fallo, se retorna -1 sin establecer ninguna excepción.

Cuando se puso en cola con éxito, func será eventualmente invocado desde el hilo principal del intérprete con el argumento arg. Se llamará de forma asincrónica con respecto al código Python que se ejecuta normalmente, pero con ambas condiciones cumplidas:

func debe retornar 0 en caso de éxito o -1 en caso de error con una excepción establecida. func no se interrumpirá para realizar otra notificación asíncrona de forma recursiva, pero aún se puede interrumpir para cambiar hilos si se libera el bloqueo global del intérprete.

Esta función no necesita un estado de hilo actual para ejecutarse y no necesita el bloqueo global del intérprete.

Para llamar a esta función en un subinterprete, quien llama debe mantener el GIL. De lo contrario, la función func se puede programar para que se llame desde el intérprete incorrecto.

Advertencia

Esta es una función de bajo nivel, solo útil para casos muy especiales. No hay garantía de que func se llame lo más rápido posible. Si el hilo principal está ocupado ejecutando una llamada al sistema, no se llamará func antes de que vuelva la llamada del sistema. Esta función generalmente no es adecuada para llamar a código Python desde hilos C arbitrarios. En su lugar, use PyGILState API.

Distinto en la versión 3.9: Si esta función se llama en un subinterprete, la función func ahora está programada para ser llamada desde el subinterprete, en lugar de ser llamada desde el intérprete principal. Cada subinterprete ahora tiene su propia lista de llamadas programadas.

Nuevo en la versión 3.1.

Perfilado y Rastreo

El intérprete de Python proporciona soporte de bajo nivel para adjuntar funciones de creación de perfiles y seguimiento de ejecución. Estos se utilizan para herramientas de análisis de perfiles, depuración y cobertura.

Esta interfaz C permite que el código de perfilado o rastreo evite la sobrecarga de llamar a través de objetos invocables a nivel de Python, haciendo una llamada directa a la función C en su lugar. Los atributos esenciales de la instalación no han cambiado; la interfaz permite instalar funciones de rastreo por hilos, y los eventos básicos informados a la función de rastreo son los mismos que se informaron a las funciones de rastreo a nivel de Python en versiones anteriores.

typedef int (*Py_tracefunc)(PyObject *obj, PyFrameObject *frame, int what, PyObject *arg)

El tipo de la función de rastreo registrada usando PyEval_SetProfile() y PyEval_SetTrace(). El primer parámetro es el objeto pasado a la función de registro como obj, frame es el objeto de marco al que pertenece el evento, what es una de las constantes PyTrace_CALL, PyTrace_EXCEPTION , PyTrace_LINE, PyTrace_RETURN, PyTrace_C_CALL, PyTrace_C_EXCEPTION, PyTrace_C_RETURN, o PyTrace_OPCODE, y arg depende de el valor de what:

Valor de what

Significado de arg

PyTrace_CALL

Siempre Py_None.

PyTrace_EXCEPTION

Información de excepción retornada por sys.exc_info().

PyTrace_LINE

Siempre Py_None.

PyTrace_RETURN

Valor retornado al que llama, o NULL si es causado por una excepción.

PyTrace_C_CALL

Objeto función que se llaman.

PyTrace_C_EXCEPTION

Objeto función que se llaman.

PyTrace_C_RETURN

Objeto función que se llaman.

PyTrace_OPCODE

Siempre Py_None.
int PyTrace_CALL

El valor del parámetro what para una función Py_tracefunc cuando se informa una nueva llamada a una función o método, o una nueva entrada en un generador. Tenga en cuenta que la creación del iterador para una función de generador no se informa ya que no hay transferencia de control al código de bytes de Python en la marco correspondiente.

int PyTrace_EXCEPTION

El valor del parámetro what para una función Py_tracefunc cuando se ha producido una excepción. La función de devolución de llamada se llama con este valor para what cuando después de que se procese cualquier bytecode, después de lo cual la excepción se establece dentro del marco que se está ejecutando. El efecto de esto es que a medida que la propagación de la excepción hace que la pila de Python se desenrolle, el retorno de llamada se llama al retornar a cada marco a medida que se propaga la excepción. Solo las funciones de rastreo reciben estos eventos; el perfilador (profiler) no los necesita.

int PyTrace_LINE

El valor pasado como parámetro what a una función Py_tracefunc (pero no una función de creación de perfiles) cuando se informa un evento de número de línea. Puede deshabilitarse para un marco configurando f_trace_lines en 0 en ese marco.

int PyTrace_RETURN

El valor para el parámetro what para Py_tracefunc funciona cuando una llamada está por regresar.

int PyTrace_C_CALL

El valor del parámetro what para Py_tracefunc funciona cuando una función C está a punto de ser invocada.

int PyTrace_C_EXCEPTION

El valor del parámetro what para funciones Py_tracefunc cuando una función C ha lanzado una excepción.

int PyTrace_C_RETURN

El valor del parámetro what para Py_tracefunc funciona cuando una función C ha retornado.

int PyTrace_OPCODE

El valor del parámetro what para funciones Py_tracefunc (pero no funciones de creación de perfiles) cuando un nuevo código de operación está a punto de ejecutarse. Este evento no se emite de forma predeterminada: debe solicitarse explícitamente estableciendo f_trace_opcodes en 1 en el marco.

void PyEval_SetProfile(Py_tracefunc func, PyObject *obj)

Establece la función del generador de perfiles en func. El parámetro obj se pasa a la función como su primer parámetro, y puede ser cualquier objeto de Python o NULL. Si la función de perfilado necesita mantener el estado, el uso de un valor diferente para obj para cada hilo proporciona un lugar conveniente y seguro para guardarlo. Se llama a la función de perfilado para todos los eventos supervisados, excepto PyTrace_LINE PyTrace_OPCODE y PyTrace_EXCEPTION.

La persona que llama debe mantener el GIL.

void PyEval_SetTrace(Py_tracefunc func, PyObject *obj)

Establece la función de rastreo en func. Esto es similar a PyEval_SetProfile(), excepto que la función de rastreo recibe eventos de número de línea y eventos por código de operación, pero no recibe ningún evento relacionado con los objetos de la función C. Cualquier función de rastreo registrada con PyEval_SetTrace() no recibirá PyTrace_C_CALL, PyTrace_C_EXCEPTION o PyTrace_C_RETURN como valor para el parámetro what.

La persona que llama debe mantener el GIL.

Soporte avanzado del depurador

Estas funciones solo están destinadas a ser utilizadas por herramientas de depuración avanzadas.

PyInterpreterState *PyInterpreterState_Head()

Retorna el objeto de estado del intérprete al principio de la lista de todos esos objetos.

PyInterpreterState *PyInterpreterState_Main()

Retorna el objeto de estado del intérprete principal.

PyInterpreterState *PyInterpreterState_Next(PyInterpreterState *interp)

Retorna el siguiente objeto de estado de intérprete después de interp de la lista de todos esos objetos.

PyThreadState *PyInterpreterState_ThreadHead(PyInterpreterState *interp)

Retorna el puntero al primer objeto PyThreadState en la lista de hilos asociados con el intérprete interp.

PyThreadState *PyThreadState_Next(PyThreadState *tstate)

Retorna el siguiente objeto de estado del hilo después de tstate de la lista de todos los objetos que pertenecen al mismo objeto PyInterpreterState.

Soporte de almacenamiento local de hilo

The Python interpreter provides low-level support for thread-local storage (TLS) which wraps the underlying native TLS implementation to support the Python-level thread local storage API (threading.local). The CPython C level APIs are similar to those offered by pthreads and Windows: use a thread key and functions to associate a void* value per thread.

El GIL no necesita ser retenido al llamar a estas funciones; proporcionan su propio bloqueo.

Tenga en cuenta que Python.h no incluye la declaración de las API de TLS, debe incluir pythread.h para usar el almacenamiento local de hilos.

Nota

None of these API functions handle memory management on behalf of the void* values. You need to allocate and deallocate them yourself. If the void* values happen to be PyObject*, these functions don’t do refcount operations on them either.

API de almacenamiento específico de hilo (TSS, Thread Specific Storage)

TSS API is introduced to supersede the use of the existing TLS API within the CPython interpreter. This API uses a new type Py_tss_t instead of int to represent thread keys.

Nuevo en la versión 3.7.

Ver también

«Una nueva C-API para Thread-Local Storage en CPython» (PEP 539)

type Py_tss_t

Esta estructura de datos representa el estado de una clave del hilo, cuya definición puede depender de la implementación de TLS subyacente, y tiene un campo interno que representa el estado de inicialización de la clave. No hay miembros públicos en esta estructura.

Cuando Py_LIMITED_API no está definido, la asignación estática de este tipo por Py_tss_NEEDS_INIT está permitida.

Py_tss_NEEDS_INIT

Esta macro se expande al inicializador para variables Py_tss_t. Tenga en cuenta que esta macro no se definirá con Py_LIMITED_API.

Asignación dinámica

Asignación dinámica de Py_tss_t, requerida en los módulos de extensión construidos con Py_LIMITED_API, donde la asignación estática de este tipo no es posible debido a que su implementación es opaca en el momento de la compilación.

Py_tss_t *PyThread_tss_alloc()
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Retorna un valor que es el mismo estado que un valor inicializado con Py_tss_NEEDS_INIT, o NULL en caso de falla de asignación dinámica.

void PyThread_tss_free(Py_tss_t *key)
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Free the given key allocated by PyThread_tss_alloc(), after first calling PyThread_tss_delete() to ensure any associated thread locals have been unassigned. This is a no-op if the key argument is NULL.

Nota

A freed key becomes a dangling pointer. You should reset the key to NULL.

Métodos

El parámetro key de estas funciones no debe ser NULL. Además, los comportamientos de PyThread_tss_set() y PyThread_tss_get() no están definidos si el Py_tss_t dado no ha sido inicializado por PyThread_tss_create().

int PyThread_tss_is_created(Py_tss_t *key)
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Retorna un valor distinto de cero si Py_tss_t ha sido inicializado por PyThread_tss_create().

int PyThread_tss_create(Py_tss_t *key)
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Retorna un valor cero en la inicialización exitosa de una clave TSS. El comportamiento no está definido si el valor señalado por el argumento key no se inicializa con Py_tss_NEEDS_INIT. Esta función se puede invocar repetidamente en la misma tecla: llamarla a una tecla ya inicializada es un no-op e inmediatamente retorna el éxito.

void PyThread_tss_delete(Py_tss_t *key)
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Destruye una clave TSS para olvidar los valores asociados con la clave en todos los hilos y cambie el estado de inicialización de la clave a no inicializado. Una clave destruida se puede inicializar nuevamente mediante PyThread_tss_create(). Esta función se puede invocar repetidamente en la misma llave; llamarla en una llave ya destruida es un no-op.

int PyThread_tss_set(Py_tss_t *key, void *value)
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Return a zero value to indicate successfully associating a void* value with a TSS key in the current thread. Each thread has a distinct mapping of the key to a void* value.

void *PyThread_tss_get(Py_tss_t *key)
Part of the Stable ABI since version 3.7.

Return the void* value associated with a TSS key in the current thread. This returns NULL if no value is associated with the key in the current thread.

API de almacenamiento local de hilos (TLS, Thread Local Storage)

Obsoleto desde la versión 3.7: Esta API es reemplazada por API de Almacenamiento Específico de Hilos (TSS, por sus significado en inglés *Thread Specific Storage*).

Nota

Esta versión de la API no es compatible con plataformas donde la clave TLS nativa se define de una manera que no se puede transmitir de forma segura a int. En tales plataformas, PyThread_create_key() regresará inmediatamente con un estado de falla, y las otras funciones TLS serán no operativas en tales plataformas.

Debido al problema de compatibilidad mencionado anteriormente, esta versión de la API no debe usarse en código nuevo.

int PyThread_create_key()
Part of the Stable ABI.
void PyThread_delete_key(int key)
Part of the Stable ABI.
int PyThread_set_key_value(int key, void *value)
Part of the Stable ABI.
void *PyThread_get_key_value(int key)
Part of the Stable ABI.
void PyThread_delete_key_value(int key)
Part of the Stable ABI.
void PyThread_ReInitTLS()
Part of the Stable ABI.