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

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extension-modules topic-free-threading type-bug
主要言語
Python
スター
77.2k
フォーク
35.9k
PR マージ指標
PR 指標を取得中

説明

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

コントリビューションガイド

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はじめの一歩

  1. issue を最後まで読み、次にプロジェクトのコントリビューションガイドを読みます。
  2. 着手することを issue にコメントします — 二人が同じ作業をするのを防げます。
  3. リポジトリをフォークし、ブランチを切って変更します。
  4. issue 番号を参照したプルリクエストを送ります。

調査の方向性

まず、提供された reproducer を Linux x64 free-threaded CPython で実行し、threading.Thread.start()、threading.Thread.join()、signal.pthread_kill() の間の相互作用を追跡します。SIGINT が子スレッドの target の開始前に到着しても reproducer がデッドロックしなくなり、期待される KeyboardInterrupt の動作が維持されれば完了です。

索引モデルが issue の本文から書いたものです。

評価

技術スタック
python
領域
operating-systems
issue の種類
バグ
難易度
5/5
見積もり時間
1週間以上
活発さ
静か
明瞭さ
おおむね明確
初心者へのやさしさ
45/100

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