多线程调用NumPy C API函数的影响是什么？

Question

这件事有点风险，我知道全局解释器锁（GIL）是并行处理的一个大障碍。不过，如果我在使用NumPy的C接口（特别是对NumPy数组使用PyArray_DATA宏），那么从多个同时运行的线程调用它会有什么潜在的后果呢？

需要注意的是，我仍然会持有GIL，并且不会通过NumPy的线程支持来释放它。此外，即使NumPy对线程安全没有保证，但如果PyArray_DATA在实际使用中是线程安全的，那对我来说就足够了。

我在Linux上运行的是Python 2.6.6和NumPy 1.3.0。

Answer 1

我在这里回答我自己的问题，经过查看NumPy 1.3.0的源代码，我相信答案是：是的，PyArray_DATA是线程安全的。

1. PyArray_DATA是在ndarrayobject.h文件中定义的：

   #define PyArray_DATA(obj) ((void *)(((PyArrayObject *)(obj))->data))
   

2. PyArrayObject这个结构类型也是在同一个文件中定义的；我们关注的字段是：

   char *data;
   

   所以现在的问题是，从多个线程访问data是否安全。

3. 从头创建一个新的NumPy数组（也就是说，不是从已有的数据结构派生出来的）时，会将一个NULL数据指针传递给PyArray_NewFromDescr，这个函数是在arrayobject.c中定义的。

4. 这会导致PyArray_NewFromDescr调用PyDataMem_NEW来为PyArrayObject的data字段分配内存。这个其实就是malloc的一个宏：

   #define PyDataMem_NEW(size) ((char *)malloc(size))
   

总之，PyArray_DATA是线程安全的，只要NumPy数组是单独创建的，就可以安全地从不同的线程写入它们。