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Repeated Python Thread State creation and destruction for foreign threads is slow

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docs performance topic-free-threading type-feature
Vorherrschende Sprache
Python
Sterne
77.2k
Forks
35.9k
PR-Merge-Kennzahlen
PR-Kennzahlen ausstehend

Beschreibung

Feature or enhancement

Proposal:

Terminology: foreign thread - An OS thread not created by CPython itself, such as by Rust or C code.

1.) "don't do that" - sure - that's the documentation PR I'll put up to start with, code can manually work around this and improve its performance today. this works on existing Python versions. it matters more on free-threading builds due to their additional allocation overheads but is a meaningful improvement on old-style traditional builds as well.

2.) Simple C API patterns for calling into the CPython interpreter lead to tripping over this performance problem. A classic PyGILState_Ensure() + PyGILState_Release() combo surrounding the call into CPython in a foreign worker thread creates a new Python Thread State via Ensure and destroys it again upon Release. So if you're a foreign thread repeatedly calling into the interpreter (such as a thread pool)... it hurts.

I'm filing this rather than only doing a documentation addition as I think we might be able to make this work smoother by default in many cases without the complications code needs to deal with to prevent it.

One (not well fleshed out) idea to explore - what if we kept a cache of recent ready but no longer referenced thread states for trivial resurrection instead of destroying them upon Release?

Has this already been discussed elsewhere?

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Linked PRs
  • gh-146221
  • gh-152644

Beitragsleitfaden

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Erste Schritte

  1. Lies das ganze Issue und danach den Beitragsleitfaden des Projekts.
  2. Schreib ins Issue, dass du es übernimmst — das erspart doppelte Arbeit.
  3. Forke das Repository und arbeite in einem Branch.
  4. Öffne einen Pull Request, der die Issue-Nummer nennt.

Rechercherichtung

Beginne mit der Durchsicht der in gh-146221 und gh-152644 verlinkten Arbeiten und verfolge anschließend das in diesem Issue beschriebene Verhalten von PyGILState_Ensure() und PyGILState_Release(). Als abgeschlossen gilt die Arbeit, wenn ein abgestimmter Ansatz zur Reduzierung der wiederholten Erstellung und Zerstörung von Zuständen für fremde Threads vorliegt und seine Performance und Korrektheit validiert wurden.

Vom Indexierungsmodell aus dem Issue-Text verfasst.

Bewertung

Tech-Stack
c, python
Bereich
api, backend
Issue-Typ
Feature
Schwierigkeit
5/5
Geschätzter Aufwand
Über eine Woche
Aktivitätsstatus
Veraltet
Klarheit
Muss geklärt werden
Anfängerfreundlichkeit
20/100

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