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

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

Previous discussion

N/A

Bắt đầu với _recv trong Lib/multiprocessing/connection.py, được liên kết trong issue, và so sánh cách việc đọc pipe được xử lý trên Unix và Windows. Xác minh rằng một buffer được cấp phát trước có thể nhận các message lớn mà không cần bản sao bổ sung, đồng thời vẫn giữ nguyên hành vi hiện tại đối với EOF và việc đọc từng phần trên cả hai nền tảng; issue không nêu các test cụ thể.