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Avoid extraneous copy when `_recv`ing bytes through pipes in multiprocessing "connections"

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performance stdlib
Lingua principale
Python
Stelle
77.2k
Fork
36k
Merge medio
1g 9h
PR unite (30g)
558

Descrizione

Feature or enhancement

Avoid extraneous copy when _recving bytes through pipes in multiprocessing "connections"

Pitch

In the default IPC implementation of the multiprocessing module using pipes, the Connection._recv method is defined as follows:

https://github.com/python/cpython/blob/586fc02be5b3e103bfddd49654034a898a8d6dfc/Lib/multiprocessing/connection.py#L378-L392

Seems like we can avoid a copy if we can read directly into a preallocated byte array? This would be beneficial if the bytes we're sending between processes are large. Another benefit here is that the buf.write() call above doesn't release the GIL, so in my workloads I've seen it causing stalls in another thread when trying to read from a multiprocessing.Queue instance.

Sample implementation that avoids the extraneous copy is shown below (bit untested). If it makes sense, I can submit a patch, but probably need some guidance to deal with the Windows case:

import io


def unix_readinto(fd, buf):
    # Thanks https://stackoverflow.com/q/13919006/1572989
    return io.FileIO(fd, closefd=False).readinto(buf)


class Connection(...):
    ...

    def _recv(self, size, readinto=unix_readinto):
        buf = io.BytesIO(initial_bytes=bytes(size))
        handle = self._handle
    
        mem = buf.getbuffer()
        total = 0
        while total != size:
            n = readinto(handle, mem[total:])
    
            if n == 0:
                if total == 0:
                    raise EOFError
                else:
                    raise OSError("got end of file during message")
    
            total += n
    
        return buf

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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 con _recv in Lib/multiprocessing/connection.py, collegato nell’issue, e confronta come vengono gestite le letture dalle pipe su Unix e Windows. Verifica che un buffer preallocato possa ricevere messaggi di grandi dimensioni senza la copia aggiuntiva, preservando al contempo il comportamento esistente di EOF e delle letture parziali su entrambe le piattaforme; l’issue non indica test specifici.

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

Valutazione

Stack tecnologico
python
Ambito
distributed-systems, operating-systems
Tipo di issue
Funzionalità
Difficoltà
4/5
Tempo stimato
3-5 giorni
Stato di attività
Ferma
Chiarezza
Abbastanza chiara
Idoneità per principianti
45/100

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