Инициализация, финализация и потоки¶Initialization, Finalization, and Threads

Перед инициализацией Python¶Before Python Initialization

В приложении, внедряющем Python, функция Py_Initialize() должна быть вызвана до использования любых других функций Python/C API; за исключением нескольких функций и глобальных переменных конфигурации.

Следующие функции можно безопасно вызывать до инициализации Python:

• Функции конфигурации:

  • PyImport_AppendInittab()

  • PyImport_ExtendInittab()

  • PyInitFrozenExtensions()

  • PyMem_SetAllocator()

  • PyMem_SetupDebugHooks()

  • PyObject_SetArenaAllocator()

  • Py_SetPath()

  • Py_SetProgramName()

  • Py_SetPythonHome()

  • Py_SetStandardStreamEncoding()

  • PySys_AddWarnOption()

  • PySys_AddXOption()

  • PySys_ResetWarnOptions()

• Информационные функции:

  • Py_IsInitialized()

  • PyMem_GetAllocator()

  • PyObject_GetArenaAllocator()

  • Py_GetBuildInfo()

  • Py_GetCompiler()

  • Py_GetCopyright()

  • Py_GetPlatform()

  • Py_GetVersion()

• Утилиты:

  • Py_DecodeLocale()

• Распределители памяти:

  • PyMem_RawMalloc()

  • PyMem_RawRealloc()

  • PyMem_RawCalloc()

  • PyMem_RawFree()

Глобальные переменные конфигурации¶Global configuration variables

В Python есть переменные глобальной конфигурации, управляющие различными возможностями и настройками. По умолчанию эти флаги задаются параметрами командной строки.

Когда флаг устанавливается через параметр, значение флага равно количеству раз, которое этот параметр был указан. Например, -b устанавливает Py_BytesWarningFlag в 1, а -bb устанавливает Py_BytesWarningFlag в 2.

int Py_BytesWarningFlag¶

Выдавать предупреждение при сравнении bytes или bytearray с str или bytes с int. Если значение больше или равно 2, выдавать ошибку.

Устанавливается опцией -b.

int Py_DebugFlag¶

Включает отладочный вывод парсера (только для экспертов, зависит от опций компиляции).

Устанавливается опцией -d и переменной окружения PYTHONDEBUG.

int Py_DontWriteBytecodeFlag¶

Если установлено ненулевое значение, Python не будет пытаться записывать файлы .pyc при импорте исходных модулей.

Устанавливается опцией -B и переменной окружения PYTHONDONTWRITEBYTECODE.

int Py_FrozenFlag¶

Подавляет сообщения об ошибках при вычислении пути поиска модулей в Py_GetPath().

Внутренний флаг, используемый программами _freeze_importlib и frozenmain.

int Py_HashRandomizationFlag¶

Устанавливается в 1, если переменная окружения PYTHONHASHSEED установлена в непустую строку.

Если флаг ненулевой, читает переменную окружения PYTHONHASHSEED для инициализации секретного начального значения хеша.

int Py_IgnoreEnvironmentFlag¶

Игнорировать все переменные окружения PYTHON*, например PYTHONPATH и PYTHONHOME, которые могут быть установлены.

Устанавливается параметрами -E и -I.

int Py_InspectFlag¶

Если скрипт передан первым аргументом или используется параметр -c, после выполнения скрипта или команды перейти в интерактивный режим, даже если sys.stdin не является терминалом.

Устанавливается опцией -i и переменной окружения PYTHONINSPECT.

int Py_InteractiveFlag¶

Устанавливается опцией -i.

int Py_IsolatedFlag¶

Запуск Python в изолированном режиме. В изолированном режиме sys.path не содержит ни каталог скрипта, ни каталог site-packages пользователя.

Устанавливается опцией -I.

Новое в версии 3.4.

int Py_LegacyWindowsFSEncodingFlag¶

Если флаг ненулевой, используется кодировка mbcs с обработчиком ошибок replace вместо кодировки UTF-8 с обработчиком ошибок surrogatepass для кодировки файловой системы и обработчика ошибок.

Устанавливается в 1, если переменная окружения PYTHONLEGACYWINDOWSFSENCODING установлена в непустую строку.

См. PEP 529 для подробностей.

Доступность: Windows.

int Py_LegacyWindowsStdioFlag¶

Если флаг ненулевой, используется io.FileIO вместо WindowsConsoleIO для sys стандартных потоков.

Устанавливается в 1, если переменная окружения PYTHONLEGACYWINDOWSSTDIO установлена в непустую строку.

См. PEP 528 для подробностей.

Доступность: Windows.

int Py_NoSiteFlag¶

Отключает импорт модуля site и связанные с ним site-зависимые манипуляции с sys.path. Также отключает эти манипуляции, если site явно импортирован позже (для их выполнения следует вызвать site.main()).

Устанавливается опцией -S.

int Py_NoUserSiteDirectory¶

Не добавляет user site-packages directory в sys.path.

Устанавливается параметрами -s и -I, а также переменной окружения PYTHONNOUSERSITE.

int Py_OptimizeFlag¶

Устанавливается опцией -O и переменной окружения PYTHONOPTIMIZE.

int Py_QuietFlag¶

Не выводить сообщения об авторских правах и версии, даже в интерактивном режиме.

Устанавливается опцией -q.

Новое в версии 3.2.

int Py_UnbufferedStdioFlag¶

Принудительно отключает буферизацию потоков stdout и stderr.

Устанавливается опцией -u и переменной окружения PYTHONUNBUFFERED.

int Py_VerboseFlag¶

Выводит сообщение каждый раз при инициализации модуля, указывая, откуда он загружается (имя файла или встроенный модуль). Если значение больше или равно 2, выводит сообщение для каждого файла, который проверяется при поиске модуля. Также предоставляет информацию об очистке модулей при завершении работы.

Устанавливается опцией -v и переменной окружения PYTHONVERBOSE.

Инициализация и завершение работы интерпретатора¶Initializing and finalizing the interpreter

void Py_Initialize()¶

Часть Stable ABI.

Инициализирует интерпретатор Python. В приложении, встраивающем Python, эту функцию следует вызывать до использования любых других функций Python/C API; за несколькими исключениями обращайтесь к Before Python Initialization.

Эта функция инициализирует таблицу загруженных модулей (sys.modules) и создает фундаментальные модули builtins, __main__ и sys. Она также инициализирует путь поиска модулей (sys.path). Она не устанавливает sys.argv; для этого используйте PySys_SetArgvEx(). При повторном вызове (без предварительного вызова Py_FinalizeEx()) ничего не происходит. Возвращаемого значения нет; если инициализация не удалась, это фатальная ошибка.

Примечание

В Windows изменяет режим консоли с O_TEXT на O_BINARY, что также повлияет на использование консоли из других приложений на C Runtime.

void Py_InitializeEx(int initsigs)¶

Часть Stable ABI.

Эта функция работает как Py_Initialize(), если initsigs равно 1. Если initsigs равно 0, она пропускает регистрацию обработчиков сигналов при инициализации, что может быть полезно при встраивании Python.

int Py_IsInitialized()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает true (ненулевое значение), если интерпретатор Python был инициализирован, и false (ноль), если нет. После вызова Py_FinalizeEx() функция возвращает false до тех пор, пока не будет снова вызвана Py_Initialize().

int Py_FinalizeEx()¶

Часть Stable ABI начиная с версии 3.6.

Отменяет все инициализации, выполненные Py_Initialize() и последующим использованием функций Python/C API, и уничтожает все под-интерпретаторы (см. Py_NewInterpreter() ниже), которые были созданы и ещё не уничтожены с последнего вызова Py_Initialize(). В идеале это освобождает всю память, выделенную интерпретатором Python. При повторном вызове (без предварительного вызова Py_Initialize()) ничего не делает. Обычно возвращаемое значение – 0. Если во время завершения произошли ошибки (при сбросе буферизованных данных), возвращается -1.

Эта функция предусмотрена по ряду причин. Встраивающее приложение может захотеть перезапустить Python без перезапуска самого приложения. Приложение, загрузившее интерпретатор Python из динамически загружаемой библиотеки (или DLL), может захотеть освободить всю память, выделенную Python, перед выгрузкой DLL. В процессе поиска утечек памяти в приложении разработчик может захотеть освободить всю память, выделенную Python, перед выходом из приложения.

Ошибки и предостережения: Уничтожение модулей и объектов в модулях происходит в случайном порядке; из-за этого деструкторы (методы __del__()) могут давать сбой, если они зависят от других объектов (даже функций) или модулей. Динамически загруженные модули расширений, загруженные Python, не выгружаются. Небольшие объёмы памяти, выделенные интерпретатором Python, могут не освобождаться (если вы обнаружили утечку, сообщите о ней). Память, связанная циклическими ссылками между объектами, не освобождается. Некоторая память, выделенная модулями расширений, может не освобождаться. Некоторые расширения могут работать неправильно, если их процедура инициализации вызывается более одного раза; это может произойти, если приложение вызывает Py_Initialize() и Py_FinalizeEx() более одного раза.

Возбуждает событие аудита cpython._PySys_ClearAuditHooks без аргументов.

Новое в версии 3.6.

void Py_Finalize()¶

Часть Stable ABI.

Это обратно совместимая версия Py_FinalizeEx(), которая игнорирует возвращаемое значение.

Общепроцессные параметры¶Process-wide parameters

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

Эта функция должна вызываться до Py_Initialize(), если она вообще вызывается. Она указывает, какую кодировку и обработку ошибок использовать для стандартного ввода-вывода, с теми же значениями, что и в str.encode().

Она переопределяет значения PYTHONIOENCODING и позволяет встраивать код для управления кодировкой ввода-вывода, когда переменная окружения не работает.

encoding и/или errors могут быть NULL, чтобы использовать PYTHONIOENCODING и/или значения по умолчанию (в зависимости от других настроек).

Обратите внимание, что sys.stderr всегда использует обработчик ошибок «backslashreplace», независимо от этой (или любой другой) настройки.

Если вызывается Py_FinalizeEx(), эту функцию потребуется вызвать снова, чтобы повлиять на последующие вызовы Py_Initialize().

Возвращает 0 в случае успеха, ненулевое значение при ошибке (например, при вызове после того, как интерпретатор уже был инициализирован).

Новое в версии 3.4.

void Py_SetProgramName(const wchar_t *name)¶

Часть Stable ABI.

Эту функцию следует вызвать до первого вызова Py_Initialize(), если она вообще вызывается. Она сообщает интерпретатору значение аргумента argv[0] функции main() программы (преобразованное в широкие символы). Это используется Py_GetPath() и некоторыми другими функциями ниже для поиска библиотек времени выполнения Python относительно исполняемого файла интерпретатора. Значение по умолчанию – 'python'. Аргумент должен указывать на строку широких символов, завершающуюся нулём, в статической памяти, содержимое которой не изменится за время выполнения программы. Никакой код в интерпретаторе Python не изменит содержимое этой памяти.

Py_DecodeLocale() используется для декодирования строки байтов и получения wchar_* строки.

wchar *Py_GetProgramName()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает имя программы, установленное с помощью Py_SetProgramName(), или значение по умолчанию. Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий не должен изменять её значение.

Эту функцию не следует вызывать до Py_Initialize(), иначе она возвращает NULL.

Изменено в версии 3.10: Теперь возвращает NULL, если вызвано до Py_Initialize().

wchar_t *Py_GetPrefix()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает префикс для установленных платформонезависимых файлов. Он определяется по ряду сложных правил из имени программы, установленного с помощью Py_SetProgramName(), и некоторых переменных окружения; например, если имя программы – '/usr/local/bin/python', префикс – '/usr/local'. Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий не должен изменять её значение. Это соответствует переменной prefix в корневом Makefile и аргументу --prefix сценария configure во время сборки. Значение доступно в коде Python как sys.prefix. Полезен только в Unix. Смотрите также следующую функцию.

Эту функцию не следует вызывать до Py_Initialize(), иначе она возвращает NULL.

Изменено в версии 3.10: Теперь возвращает NULL, если вызвано до Py_Initialize().

wchar_t *Py_GetExecPrefix()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает exec-prefix для установленных зависящих от платформы файлов. Это значение вычисляется по ряду сложных правил на основе имени программы, заданного с помощью Py_SetProgramName(), и некоторых переменных окружения; например, если имя программы – '/usr/local/bin/python', то exec-prefix – '/usr/local'. Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий не должен изменять её значение. Это соответствует переменной exec_prefix в верхнеуровневом Makefile и аргументу --exec-prefix сценария configure во время сборки. Значение доступно коду Python как sys.exec_prefix. Это имеет смысл только в Unix.

Контекст: exec-prefix отличается от префикса (prefix), когда зависящие от платформы файлы (например, исполняемые файлы и динамические библиотеки) устанавливаются в другое дерево каталогов. В типичной установке платформенно-зависимые файлы могут быть установлены в поддерево /usr/local/plat, а платформенно-независимые – в /usr/local.

Вообще говоря, платформа – это комбинация семейств аппаратного и программного обеспечения; например, машины Sparc под управлением ОС Solaris 2.x считаются одной платформой, машины Intel под Solaris 2.x – другой, а машины Intel под Linux – третьей. Разные основные версии одной и той же ОС обычно также образуют разные платформы. Операционные системы, отличные от Unix, – это отдельная история; стратегии установки на этих системах настолько различаются, что префикс и exec-prefix не имеют смысла и устанавливаются в пустую строку. Обратите внимание: скомпилированные файлы байт-кода Python не зависят от платформы (но не от версии Python, под которой они были скомпилированы!).

Системные администраторы знают, как настроить программы mount или automount для совместного использования /usr/local между платформами, при этом /usr/local/plat будет отдельной файловой системой для каждой платформы.

Эту функцию не следует вызывать до Py_Initialize(), иначе она возвращает NULL.

Изменено в версии 3.10: Теперь возвращает NULL, если вызвано до Py_Initialize().

wchar_t *Py_GetProgramFullPath()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает полное имя программы исполняемого файла Python; оно вычисляется как побочный эффект при получении пути поиска модулей по умолчанию из имени программы (заданного с помощью Py_SetProgramName() выше). Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий не должен изменять её значение. Значение доступно коду Python как sys.executable.

Эту функцию не следует вызывать до Py_Initialize(), иначе она возвращает NULL.

Изменено в версии 3.10: Теперь возвращает NULL, если вызвано до Py_Initialize().

wchar_t *Py_GetPath()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает путь поиска модулей по умолчанию; он вычисляется из имени программы (заданного с помощью Py_SetProgramName() выше) и некоторых переменных окружения. Возвращаемая строка состоит из последовательности имён каталогов, разделённых символом-разделителем, зависящим от платформы. На Unix и macOS символом-разделителем является ':', на Windows – ';'. Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий не должен изменять её значение. Список sys.path инициализируется этим значением при запуске интерпретатора; он может быть (и обычно) изменён позднее для изменения пути поиска модулей.

Эту функцию не следует вызывать до Py_Initialize(), иначе она возвращает NULL.

Изменено в версии 3.10: Теперь возвращает NULL, если вызвано до Py_Initialize().

void Py_SetPath(const wchar_t*)¶

Часть Stable ABI начиная с версии 3.7.

Устанавливает путь поиска модулей по умолчанию. Если эта функция вызывается до Py_Initialize(), то Py_GetPath() не будет пытаться вычислить путь по умолчанию, а использует предоставленный. Это полезно, если Python встраивается в приложение, которое точно знает расположение всех модулей. Компоненты пути должны разделяться символом-разделителем, зависящим от платформы: ':' на Unix и macOS, ';' на Windows.

Это также приводит к тому, что sys.executable устанавливается в полный путь программы (см. Py_GetProgramFullPath()), а sys.prefix и sys.exec_prefix становятся пустыми. Вызывающий может изменить их при необходимости после вызова Py_Initialize().

Используйте Py_DecodeLocale() для декодирования строки байтов, чтобы получить строку wchar_*.

Аргумент path копируется внутри, поэтому вызывающий может освободить его после завершения вызова.

Изменено в версии 3.8: Теперь для sys.executable используется полный путь программы, а не имя программы.

const char *Py_GetVersion()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает версию данного интерпретатора Python. Это строка, которая выглядит примерно так:

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

Первое слово (до первого пробела) – это текущая версия Python; первые символы – это мажорная и минорная версии, разделённые точкой. Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий код не должен изменять её значение. Это значение доступно в коде Python как sys.version.

const char *Py_GetPlatform()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает идентификатор платформы для текущей платформы. В Unix он формируется из «официального» имени операционной системы, преобразованного в нижний регистр, за которым следует номер основной ревизии; например, для Solaris 2.x, также известного как SunOS 5.x, значение – 'sunos5'. В macOS – 'darwin'. В Windows – 'win'. Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий код не должен изменять её значение. Значение доступно в коде Python как sys.platform.

const char *Py_GetCopyright()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает официальную строку авторских прав для текущей версии Python, например

'Copyright 1991-1995 Stichting Mathematisch Centrum, Amsterdam'

Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий код не должен изменять её значение. Значение доступно в коде Python как sys.copyright.

const char *Py_GetCompiler()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает указание компилятора, использованного для сборки текущей версии Python, в квадратных скобках, например:

"[GCC 2.7.2.2]"

Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий код не должен изменять её значение. Значение доступно коду Python как часть переменной sys.version.

const char *Py_GetBuildInfo()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает информацию о номере сборки, дате и времени сборки текущего экземпляра интерпретатора Python, например

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

Возвращаемая строка указывает на статическую память; вызывающий код не должен изменять её значение. Значение доступно коду Python как часть переменной sys.version.

void PySys_SetArgvEx(int argc, wchar_t **argv, int updatepath)¶

Часть Stable ABI.

Устанавливает sys.argv на основе argc и argv. Эти параметры похожи на передаваемые функции main() программы, с тем отличием, что первый элемент должен указывать на исполняемый файл сценария, а не на исполняемый файл, в котором работает интерпретатор Python. Если запускаемый сценарий отсутствует, первый элемент в argv может быть пустой строкой. Если этой функции не удаётся инициализировать sys.argv, фатальная ситуация сигнализируется с помощью Py_FatalError().

Если updatepath равен нулю, на этом работа функции заканчивается. Если updatepath не равен нулю, функция также изменяет sys.path по следующему алгоритму:

• Если в argv[0] передано имя существующего сценария, то абсолютный путь к каталогу, в котором находится сценарий, добавляется в начало sys.path.

• В противном случае (то есть если argc равен 0 или argv[0] не указывает на существующее имя файла), пустая строка добавляется в начало sys.path, что эквивалентно добавлению текущего рабочего каталога (".").

Используйте Py_DecodeLocale() для декодирования строки байтов, чтобы получить строку wchar_*.

Примечание

Рекомендуется, чтобы приложения, встраивающие интерпретатор Python для целей, отличных от выполнения одного скрипта, передавали 0 в качестве updatepath, и обновляли sys.path самостоятельно, если это необходимо. См. CVE-2008-5983.

В версиях до 3.1.3 того же эффекта можно достичь, вручную удалив первый элемент sys.path после вызова PySys_SetArgv(), например используя:

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

Новое в версии 3.1.3.

void PySys_SetArgv(int argc, wchar_t **argv)¶

Часть Stable ABI.

Эта функция работает как PySys_SetArgvEx() с updatepath, установленным в 1, если только интерпретатор python не был запущен с -I.

Используйте Py_DecodeLocale() для декодирования строки байтов, чтобы получить строку wchar_*.

Изменено в версии 3.4: Значение updatepath зависит от -I.

void Py_SetPythonHome(const wchar_t *home)¶

Часть Stable ABI.

Устанавливает домашний каталог по умолчанию, то есть расположение стандартных библиотек Python. См. PYTHONHOME для пояснения значения строки аргумента.

Аргумент должен указывать на строку символов, завершающуюся нулём, в статической памяти, содержимое которой не будет изменяться в течение всего времени выполнения программы. Никакой код в интерпретаторе Python не будет менять содержимое этой памяти.

Используйте Py_DecodeLocale() для декодирования строки байтов, чтобы получить строку wchar_*.

wchar_t *Py_GetPythonHome()¶

Часть Stable ABI.

Возвращает «домашний» каталог по умолчанию, то есть значение, установленное предыдущим вызовом Py_SetPythonHome(), или значение переменной окружения PYTHONHOME, если она задана.

Эту функцию не следует вызывать до Py_Initialize(), иначе она возвращает NULL.

Изменено в версии 3.10: Теперь возвращает NULL, если вызвано до Py_Initialize().

Состояние потока и глобальная блокировка интерпретатора¶Thread State and the Global Interpreter Lock

Интерпретатор Python не является полностью потокобезопасным. Для поддержки многопоточных программ на Python существует глобальная блокировка, называемая глобальной блокировкой интерпретатора или GIL, которую текущий поток должен удерживать перед тем, как безопасно обращаться к объектам Python. Без этой блокировки даже простейшие операции могут вызывать проблемы в многопоточной программе: например, когда два потока одновременно увеличивают счётчик ссылок одного и того же объекта, счётчик может в итоге увеличиться только один раз вместо двух.

Поэтому существует правило: только поток, захвативший GIL, может работать с объектами Python или вызывать функции Python/C API. Для эмуляции параллелизма выполнения интерпретатор регулярно пытается переключать потоки (см. sys.setswitchinterval()). Блокировка также освобождается вокруг потенциально блокирующих операций ввода-вывода, таких как чтение или запись файла, чтобы тем временем могли работать другие потоки Python.

Интерпретатор Python хранит некоторую служебную информацию, специфичную для потока, в структуре данных, называемой PyThreadState. Существует также одна глобальная переменная, указывающая на текущий PyThreadState: её можно получить с помощью PyThreadState_Get().

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.

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

PyThreadState *_save;

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

PyGILState_STATE gstate;
gstate = PyGILState_Ensure();

/* Выполнить действия Python здесь. */
result = CallSomeFunction();
/* вычислить результат или обработать исключение */

/* Освободить поток. После этой точки API Python не допускается. */
PyGILState_Release(gstate);

Поддержка под-интерпретаторов¶Sub-interpreter support

Хотя в большинстве случаев достаточно встроить один интерпретатор Python, бывают ситуации, когда требуется создать несколько независимых интерпретаторов в одном процессе и даже в одном потоке. Под-интерпретаторы позволяют это сделать.

«Главный» интерпретатор – это первый интерпретатор, создаваемый при инициализации среды выполнения. Обычно он является единственным интерпретатором Python в процессе. В отличие от под-интерпретаторов, главный интерпретатор обладает уникальными общепроцессными обязанностями, такими как обработка сигналов. Он также отвечает за выполнение при инициализации среды выполнения и обычно является активным интерпретатором при завершении работы среды выполнения. Функция PyInterpreterState_Main() возвращает указатель на его состояние.

Переключаться между под-интерпретаторами можно с помощью функции PyThreadState_Swap(). Создавать и удалять их можно с помощью следующих функций:

PyThreadState *Py_NewInterpreter()¶

Часть Stable ABI.

Создаёт новый под-интерпретатор. Это (почти) полностью независимое окружение для выполнения кода Python. В частности, новый интерпретатор имеет отдельные, независимые версии всех импортированных модулей, включая фундаментальные модули builtins, __main__ и sys. Таблица загруженных модулей (sys.modules) и путь поиска модулей (sys.path) также отдельные. В новом окружении нет переменной sys.argv . У него есть новые файловые объекты стандартных потоков ввода-вывода sys.stdin, sys.stdout и sys.stderr (однако они ссылаются на те же нижележащие файловые дескрипторы).

Возвращаемое значение указывает на первое состояние потока, созданное в новом под-интерпретаторе. Это состояние потока устанавливается в текущем состоянии потока. Обратите внимание, что никакой реальный поток не создаётся; см. обсуждение состояний потока ниже. Если создание нового интерпретатора оказалось неудачным, возвращается NULL; никакое исключение не устанавливается, поскольку состояние исключения хранится в текущем состоянии потока, и текущее состояние потока может отсутствовать. (Как и во всех остальных функциях Python/C API, глобальная блокировка интерпретатора должна удерживаться перед вызовом этой функции и остаётся удерживаться при возврате; однако, в отличие от большинства других функций Python/C API, при входе не обязательно должно быть текущее состояние потока.)

Модули расширения совместно используются (под-)интерпретаторами следующим образом:

• Для модулей, использующих многофазную инициализацию, например PyModule_FromDefAndSpec(), для каждого интерпретатора создаётся и инициализируется отдельный объект модуля. Между этими объектами модулей совместно используются только статические и глобальные переменные на уровне C.

• Для модулей, использующих однофазную инициализацию, например PyModule_Create(), при первом импорте определённого расширения оно инициализируется обычным образом, и (поверхностная) копия его словаря модуля сохраняется. Когда то же расширение импортируется другим (под-)интерпретатором, новый модуль инициализируется и заполняется содержимым этой копии; функция init расширения не вызывается. Таким образом, объекты в словаре модуля оказываются общими для (под-)интерпретаторов, что может вызывать нежелательное поведение (см. Ошибки и предостережения ниже).

  Обратите внимание, что это отличается от ситуации, когда расширение импортируется после полной повторной инициализации интерпретатора вызовом Py_FinalizeEx() и Py_Initialize(); в этом случае функция initmodule расширения вызывается снова. Как и при многофазной инициализации, это означает, что между этими модулями совместно используются только статические и глобальные переменные на уровне C.

void Py_EndInterpreter(PyThreadState *tstate)¶

Часть Stable ABI.

Уничтожает (под-)интерпретатор, представленный данным состоянием потока. Данное состояние потока должно быть текущим состоянием потока. См. обсуждение состояний потока ниже. Когда вызов возвращается, текущее состояние потока равно NULL. Все состояния потока, связанные с этим интерпретатором, уничтожаются. (Глобальная блокировка интерпретатора должна удерживаться перед вызовом этой функции и всё ещё удерживается при возврате.) Py_FinalizeEx() уничтожит все под-интерпретаторы, которые не были явно уничтожены к этому моменту.

Асинхронные уведомления¶Asynchronous Notifications

Предоставляется механизм для асинхронных уведомлений основному потоку интерпретатора. Эти уведомления имеют форму указателя на функцию и аргумента в виде указателя void.

int Py_AddPendingCall(int (*func)(void*), void *arg, )¶

Часть Stable ABI.

Планирует вызов функции из основного потока интерпретатора. В случае успеха возвращается 0, и func помещается в очередь для вызова в основном потоке. В случае неудачи возвращается -1 без установки какого-либо исключения.

При успешной постановке в очередь func будет в конечном итоге вызвана из основного потока интерпретатора с аргументом arg. Она будет вызвана асинхронно по отношению к нормально выполняющемуся коду Python, но при соблюдении обоих этих условий:

• на границе байткода;

• при этом главный поток удерживает глобальную блокировку интерпретатора (поэтому func может использовать полный C API).

func должна возвращать 0 при успехе или -1 при неудаче с установленным исключением. func не будет прервана для рекурсивного выполнения другого асинхронного уведомления, но её всё ещё можно прервать для переключения потоков, если глобальная блокировка интерпретатора освобождена.

Для выполнения этой функции не требуется текущее состояние потока, и ей не нужна глобальная блокировка интерпретатора.

Для вызова этой функции в под-интерпретаторе вызывающий должен удерживать GIL. В противном случае функция func может быть запланирована к вызову из неправильного интерпретатора.

Предупреждение

Это низкоуровневая функция, полезная только в особых случаях. Нет гарантии, что func будет вызвана максимально быстро. Если главный поток занят выполнением системного вызова, func не будет вызвана до возврата из системного вызова. Эта функция в целом не подходит для вызова кода Python из произвольных C-потоков. Вместо неё используйте PyGILState API.

Изменено в версии 3.9: Если эта функция вызывается в подынтерпретаторе, функция func теперь планируется для вызова из подынтерпретатора, а не из основного интерпретатора. Каждый подынтерпретатор теперь имеет свой собственный список запланированных вызовов.

Новое в версии 3.1.

Профилирование и трассировка¶Profiling and Tracing

Интерпретатор Python предоставляет низкоуровневую поддержку для подключения средств профилирования и трассировки выполнения. Они используются в инструментах профилирования, отладки и анализа покрытия.

Этот C-интерфейс позволяет коду профилирования или трассировки избежать накладных расходов на вызов через вызываемые объекты уровня Python, выполняя вместо этого прямой вызов C-функции. Основные характеристики механизма не изменились; интерфейс позволяет устанавливать функции трассировки для каждого потока, а базовые события, сообщаемые функции трассировки, такие же, как и в предыдущих версиях для функций трассировки уровня Python.

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

Тип функции трассировки, регистрируемой с помощью PyEval_SetProfile() и PyEval_SetTrace(). Первый параметр – это объект, переданный функции регистрации как obj, frame – это объект фрейма, к которому относится событие, what – одна из констант PyTrace_CALL, PyTrace_EXCEPTION, PyTrace_LINE, PyTrace_RETURN, PyTrace_C_CALL, PyTrace_C_EXCEPTION, PyTrace_C_RETURN или PyTrace_OPCODE, а arg зависит от значения what:

Значение what	Смысл arg
PyTrace_CALL	Всегда Py_None.
PyTrace_EXCEPTION	Информация об исключении, возвращаемая sys.exc_info().
PyTrace_LINE	Всегда Py_None.
PyTrace_RETURN	Значение, возвращаемое вызывающему коду, или NULL, если вызвано исключением.
PyTrace_C_CALL	Вызываемый объект функции.
PyTrace_C_EXCEPTION	Вызываемый объект функции.
PyTrace_C_RETURN	Вызываемый объект функции.
PyTrace_OPCODE	Всегда Py_None.

int PyTrace_CALL¶

Значение параметра what для функции Py_tracefunc, когда сообщается о новом вызове функции или метода, или о новом входе в генератор. Обратите внимание, что создание итератора для функции-генератора не сообщается, поскольку в соответствующем фрейме не происходит передачи управления байт-коду Python.

int PyTrace_EXCEPTION¶

Значение параметра what в функции Py_tracefunc, когда возникло исключение. Функция колбэка вызывается с этим значением для what после обработки любого байт-кода, после которого исключение оказывается установленным в выполняемом фрейме. Эффект этого заключается в том, что по мере распространения исключения, вызывающего раскрутку стека Python, колбэк вызывается при возврате в каждый фрейм по мере распространения исключения. Только функции трассировки получают эти события; профилировщику они не нужны.

int PyTrace_LINE¶

Значение, передаваемое как параметр what в функцию Py_tracefunc (но не в функцию профилирования), когда сообщается о событии номера строки. Его можно отключить для фрейма, установив f_trace_lines в 0 на этом фрейме.

int PyTrace_RETURN¶

Значение параметра what для функций Py_tracefunc, когда вызов собирается вернуться.

int PyTrace_C_CALL¶

Значение параметра what для функций Py_tracefunc, когда собирается быть вызвана C-функция.

int PyTrace_C_EXCEPTION¶

Значение параметра what для функций Py_tracefunc, когда C-функция вызвала исключение.

int PyTrace_C_RETURN¶

Значение параметра what для функций Py_tracefunc, когда C-функция вернулась.

int PyTrace_OPCODE¶

Значение параметра what для функций Py_tracefunc (но не функций профилирования), когда собирается быть выполнен новый опкод. Это событие не генерируется по умолчанию: его нужно явно запросить, установив f_trace_opcodes в 1 во фрейме.

void PyEval_SetProfile(Py_tracefunc func, PyObject *obj)¶

Устанавливает функцию профилирования в func. Параметр obj передаётся функции в качестве первого аргумента; это может быть любой объект Python или NULL. Если функции профилирования нужно поддерживать состояние, использование разных значений obj для каждого потока предоставляет удобное и потокобезопасное место для его хранения. Функция профилирования вызывается для всех отслеживаемых событий, кроме PyTrace_LINE, PyTrace_OPCODE и PyTrace_EXCEPTION.

Вызывающий должен удерживать GIL.

void PyEval_SetTrace(Py_tracefunc func, PyObject *obj)¶

Устанавливает функцию трассировки в func. Это похоже на PyEval_SetProfile(), за исключением того, что функция трассировки получает события номеров строк и события на каждую операцию, но не получает событий, связанных с вызовом объектов функций C. Любая функция трассировки, зарегистрированная через PyEval_SetTrace(), не будет получать PyTrace_C_CALL, PyTrace_C_EXCEPTION или PyTrace_C_RETURN в качестве значения параметра what.

Вызывающий должен удерживать GIL.

Поддержка расширенного отладчика¶Advanced Debugger Support

Эти функции предназначены только для использования расширенными инструментами отладки.

PyInterpreterState *PyInterpreterState_Head()¶

Возвращает объект состояния интерпретатора, находящийся в начале списка всех таких объектов.

PyInterpreterState *PyInterpreterState_Main()¶

Возвращает объект состояния основного интерпретатора.

PyInterpreterState *PyInterpreterState_Next(PyInterpreterState *interp)¶

Возвращает следующий объект состояния интерпретатора после interp из списка всех таких объектов.

PyThreadState *PyInterpreterState_ThreadHead(PyInterpreterState *interp)¶

Возвращает указатель на первый объект PyThreadState в списке потоков, связанных с интерпретатором interp.

PyThreadState *PyThreadState_Next(PyThreadState *tstate)¶

Возвращает следующий объект состояния потока после tstate из списка всех таких объектов, принадлежащих тому же объекту PyInterpreterState.

Поддержка локального хранилища потоков¶Thread Local Storage Support

Интерпретатор Python предоставляет низкоуровневую поддержку для локального хранилища потока (TLS), которая оборачивает нижележащую нативную реализацию TLS для поддержки API потокового локального хранилища на уровне Python (threading.local). API CPython на уровне C похожи на те, что предоставляются pthreads и Windows: используется ключ потока и функции для связывания значения void* с каждым потоком.

GIL не нужно удерживать при вызове этих функций; они обеспечивают собственную блокировку.

Обратите внимание, что Python.h не содержит объявления TLS-функций; для использования локальной памяти потока необходимо включить pythread.h.