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asyncio.subprocess spawning can block

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stdlib topic-asyncio type-bug
Lenguaje dominante
Python
Estrellas
77.2k
Forks
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Descripción

Bug report

Bug description:

asyncio.create_subprocess_exec() and asyncio.create_subprocess_shell() call subprocess.Popen() synchronously on the event loop thread. Popen._execute_child() performs a blocking os.read() on a CLOEXEC error pipe (Lib/subprocess.py, current main line 1995) that doesn't return until the child completes execve(). This blocks the event loop for the duration of:

  1. fork() / posix_spawn() — page-table duplication proportional to parent process size
  2. Child-side setup (signal disposition, fd operations, chdir, uid/gid changes)
  3. execve() — kernel loads the binary, maps pages before applying O_CLOEXEC

The call chain on the event loop thread is:

_make_subprocess_transport()  [async — Lib/asyncio/unix_events.py:197]
  → _UnixSubprocessTransport.__init__()  [sync]
    → BaseSubprocessTransport.__init__()  [sync — Lib/asyncio/base_subprocess.py:40]
      → self._start()  [sync]
        → subprocess.Popen()  [sync]
          → _execute_child()  [sync — Lib/subprocess.py:1878]
            → os.read(errpipe_read, 50000)  [BLOCKS — line 1995]

In production, we have observed this blocking the event loop for multiple seconds when a Python process spawns a large binary (with a substantial statically-linked dependency set) on a system that was within operational parameters for memory usage (no ongoing swapping or similar) but subject to IO read contention slowing the binary-loading process.

The original python/asyncio#414 identified this in 2016; the asyncio repo was archived without resolution or migration to cpython's tracker.

#81444 would serve to fix this issue (by having asyncio.subprocess dispatch to a thread). However, I'm not sure it constitutes the only fix, or even an ideal fix — we should be able to watch for the FIFO either closing or having data available to read using natively asynchronous syscalls.


Observed in production on Python 3.13; determination that the issue still exists in 3.14 and current main based on source tree inspection.

CPython versions tested on:

3.13

Operating systems tested on:

Linux

Linked PRs
  • gh-154111

Guía de contribución

Abrir la guía de contribución

Primeros pasos

  1. Lee el issue completo y luego la guía de contribución del proyecto.
  2. Comenta en el issue que vas a ocuparte — evita que dos personas hagan lo mismo.
  3. Haz un fork del repositorio y trabaja en una rama.
  4. Abre un pull request que haga referencia al número del issue.

Línea de trabajo

Sigue la ruta de llamadas desde _make_subprocess_transport() en Lib/asyncio/unix_events.py pasando por Lib/asyncio/base_subprocess.py y subprocess.Popen() en Lib/subprocess.py. Revisa el trabajo vinculado de gh-154111 antes de continuar; la finalización debería impedir que el inicio de subprocess bloquee el bucle de eventos e incluir cobertura de regresión para el comportamiento informado.

Escrito por el modelo de indexación a partir del texto del issue.

Evaluación

Stack tecnológico
python
Área
operating-systems
Tipo de issue
Error
Dificultad
5/5
Tiempo estimado
Más de una semana
Estado de actividad
Estancado
Claridad
Necesita aclaración
Aptitud para principiantes
30/100

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