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Free-threading: `signal.pthread_kill` deadlocks child threads

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extension-modules topic-free-threading type-bug
Lingua principale
Python
Stelle
77.2k
Fork
35.9k
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Descrizione

Context

The Dask threaded scheduler (e.g. dask.array or dask.dataframe without dask.distributed) blocks the main thread when the user calls compute() and internally spawns a concurrent.futures.ThreadPoolExecutor to schedule tasks. If a user hits Ctrl+C, they expect the program to terminate soon (at most waiting for the tasks that are halfway through execution to terminate).

Bug report

This sequence frequently deadlocks on Linux x64 free-threaded:

  1. main thread calls threading.Thread.start
  2. another thread calls signal.pthread_kill(main_thread, signal.SIGINT), which lands after start() has returned but before the thread's target function has started executing
  3. main thread handles the resulting KeyboardInterrupt
  4. main thread calls .join() on the child thread started at point 1.
  5. frequently, .join() deadlocks. A second SIGINT (e.g. from Ctrl+C) unblocks it.

Reproducer

import signal
import threading

USE_BARRIER = False
NTHREADS = 20

def demo():
    main_thread = threading.get_ident()
    barrier = threading.Barrier(NTHREADS) if USE_BARRIER else None
    thread_can_die = threading.Event()

    def f() -> None:
        if barrier:
            barrier.wait()
        thread_can_die.wait()

    def interrupt() -> None:
        if barrier:
            barrier.wait()
        signal.pthread_kill(main_thread, signal.SIGINT)

    threads = []
    for _ in range(NTHREADS - 1):
        t = threading.Thread(target=f)
        t.start()
        threads.append(t)
    try:
        t = threading.Thread(target=interrupt)
        t.start()
        threads.append(t)
        for t in threads:
            t.join()
    except KeyboardInterrupt:
        pass
    else:
        assert False, "Expected KeyboardInterrupt"

    thread_can_die.set()
    for t in threads:
        t.join()


if __name__ == "__main__":
    i = 0
    while True:
        print(i, flush=True)
        demo()
        i += 1

On these setups, the above program hangs within a handful of cycles:

  • Linux x64 3.14.5t
  • Linux x64 git tip #7a468a101268d2b13105f94ae027df8b502d0c87 (built with Tools/pixi-packages/freethreading)

Cannot reproduce on

  • Linux x64 3.14.5

Setting USE_BARRIER=True, which ensures that all child threads are already fully started when the SIGINT lands on the main thread, makes the issue disappear.

CPython versions tested on:

CPython main branch, 3.14

Operating systems tested on:

Linux

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Come iniziare

  1. Leggi tutta la issue e poi la guida ai contributi del progetto.
  2. Commenta sulla issue per dire che te ne occupi tu — evita che due persone facciano lo stesso lavoro.
  3. Fai un fork del repository e lavora su un branch.
  4. Apri una pull request che faccia riferimento al numero della issue.

Direzione di ricerca

Inizia eseguendo il reproducer fornito su Linux x64 free-threaded CPython, quindi traccia l'interazione tra threading.Thread.start(), threading.Thread.join() e signal.pthread_kill(). Il lavoro è completato quando il reproducer non va più in deadlock se SIGINT arriva prima che inizi il target di un thread figlio, mentre il comportamento previsto di KeyboardInterrupt rimane intatto.

Scritto dal modello di indicizzazione a partire dal testo della issue.

Valutazione

Stack tecnologico
python
Ambito
operating-systems
Tipo di issue
Bug
Difficoltà
5/5
Tempo stimato
Più di una settimana
Stato di attività
Tranquilla
Chiarezza
Abbastanza chiara
Idoneità per principianti
45/100

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