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asyncio.subprocess spawning can block

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stdlib topic-asyncio type-bug
Langage dominant
Python
Étoiles
77.2k
Forks
35.9k
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Description

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

Guide de contribution

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Par où commencer

  1. Lisez l'issue en entier, puis le guide de contribution du projet.
  2. Signalez en commentaire que vous la prenez — cela évite que deux personnes fassent le même travail.
  3. Forkez le dépôt et travaillez sur une branche.
  4. Ouvrez une pull request qui référence le numéro de l'issue.

Piste de recherche

Suivez le chemin d’appel depuis _make_subprocess_transport() dans Lib/asyncio/unix_events.py, en passant par Lib/asyncio/base_subprocess.py et subprocess.Popen() dans Lib/subprocess.py. Examinez le travail lié à gh-154111 avant de poursuivre ; la réalisation devrait empêcher le démarrage de subprocess de bloquer la boucle d’événements et inclure une couverture de régression pour le comportement signalé.

Rédigé par le modèle d'indexation à partir du texte de l'issue.

Évaluation

Stack technique
python
Domaine
operating-systems
Type d'issue
Bug
Difficulté
5/5
Temps estimé
Plus d'une semaine
Activité
À l'abandon
Clarté
À clarifier
Accessibilité débutants
30/100

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