如何解决如何编写信号安全的Python代码?
我将从一个示例代码开始,该代码“绝不应该失败”:
counter1 = 0
counter2 = 0
def increment():
global counter1,counter2
counter1 += 1
counter2 += 1
while True:
try:
increment()
except:
pass
assert counter1 == counter2
计数器代表一个内部结构,无论如何都应保持其完整性。快速浏览,断言将永远不会为False,并且结构将是完整的。
但是,在函数中间出现一个小信号(例如python中的SIGINT或KeyboardInterrupt)会导致内部结构中断。在现实世界中,它可能会导致内存损坏,死锁和所有其他类型的混乱。
是否有任何方法可以使此功能信号安全?如果任何任意代码都可以在任何地方运行并导致故障,我们该如何编程安全的库代码?
即使我们尝试使用try...finally...
保护它,我们也可能会在finally
收到信号并阻止其运行。
尽管示例是在Python中进行的,但我认为这个问题总体上适用于所有编程语言。
编辑:
请记住,计数器只是一个示例。在我的实际用例中,它是不同的Lock和threading.Event
。 (我知道)没有真正的方法可以使操作原子化。
解决方法
您的示例的一种解决方案是,如果可能的话,更新数据atomically:
counters = [0,0]
def increment():
global counters
# "complex" preparation. not atomic at all
next0 = counters[0] + 1
next1 = counters[1] + 1
temp = [next0,next1]
# actual atomic update
counters = temp
try:
while True:
increment()
finally:
assert counters[0] == counters[1]
无论代码在哪里停止执行,counters
始终处于一致状态,即使没有进行任何清理。
当然,这是一个特例,不能总是应用。更一般的概念是transactions,其中捆绑了多个操作,但所有操作都没有执行或没有执行。 但是,在回滚/中止事务期间的错误仍然可能是有问题的。
有一个transaction package,但我没有调查。
,最好的方法是在这里使用这些技术。 https://julien.danjou.info/atomic-lock-free-counters-in-python/ 不幸的是,其他答案存在一些复杂的并发问题。
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