忽略Cython、Python和KeyboardInterrupt

Question

有没有办法中断(Ctrl+C)基于嵌入在Cython扩展中的循环的Python脚本？

我有以下python脚本：

def main():

    # Intantiate simulator
    sim = PySimulator()
    sim.Run()

if __name__ == "__main__":
    # Try to deal with Ctrl+C to abort the running simulation in terminal
    # (Doesn't work...)
    try:
        sys.exit(main())
    except (KeyboardInterrupt, SystemExit):
        print '\n! Received keyboard interrupt, quitting threads.\n'

这将运行一个循环，该循环是C++ Cython扩展的一部分。然后，在按Ctrl+C键的同时，将抛出KeyboardInterrupt但将其忽略，程序将继续运行，直到模拟结束。

我发现的解决办法是通过捕获SIGINT信号来处理扩展中的异常：

#include <execinfo.h>
#include <signal.h>

static void handler(int sig)
{
  // Catch exceptions
  switch(sig)
  {
    case SIGABRT:
      fputs("Caught SIGABRT: usually caused by an abort() or assert()\n", stderr);
      break;
    case SIGFPE:
      fputs("Caught SIGFPE: arithmetic exception, such as divide by zero\n",
            stderr);
      break;
    case SIGILL:
      fputs("Caught SIGILL: illegal instruction\n", stderr);
      break;
    case SIGINT:
      fputs("Caught SIGINT: interactive attention signal, probably a ctrl+c\n",
            stderr);
      break;
    case SIGSEGV:
      fputs("Caught SIGSEGV: segfault\n", stderr);
      break;
    case SIGTERM:
    default:
      fputs("Caught SIGTERM: a termination request was sent to the program\n",
            stderr);
      break;
  }
  exit(sig);

}

然后：

signal(SIGABRT, handler);
signal(SIGFPE,  handler);
signal(SIGILL,  handler);
signal(SIGINT,  handler);
signal(SIGSEGV, handler);
signal(SIGTERM, handler);

我不能在Python中工作吗，或者至少在Cython中工作吗？当我将要在Windows/MinGW下移植我的扩展时，我希望有一些不太特定于Linux的东西。

Answer 1

您必须定期检查挂起的信号，例如，在模拟循环的每N次迭代时：

from cpython.exc cimport PyErr_CheckSignals

cdef Run(self):
    while True:
        # do some work
        PyErr_CheckSignals()

PyErr_CheckSignals将运行与signal模块一起安装的信号处理程序(这包括在必要时引发KeyboardInterrupt )。

PyErr_CheckSignals是相当快的，经常调用它是可以的。请注意，应该从主线程调用它，因为Python在主线程中运行信号处理程序。从工作线程调用它没有任何效果。

说明

由于信号是在不可预测的时间异步传递的，因此直接从信号处理程序运行任何有意义的代码都是有问题的。因此，Python对传入的信号进行排队。队列稍后将作为解释器循环的一部分进行处理。

如果您的代码是完全编译的，解释器循环永远不会执行，Python也没有机会检查和运行排队的信号处理程序。

Answer 2

如果您试图在释放GIL的代码中处理KeyboardInterrupt (例如，因为它使用了cython.parallel.prange)，则需要重新获取GIL才能调用PyErr_CheckSignals。下面的代码片段(改编自@nikita-nemkin上面的答案)说明了你需要做的事情：

from cpython.exc cimport PyErr_CheckSignals
from cython.parallel import prange

cdef Run(self) nogil:
    with nogil:
        for i in prange(1000000)
            # do some work but check for signals every once in a while
            if i % 10000 == 0:
                with gil:
                    PyErr_CheckSignals()

Answer 3

当Cython运行与Python没有接口的部分时，释放GIL，在主线程中运行循环(休眠或检查模拟状态)，并在except close中调用sim.Stop() (它可以设置一些模拟可以定期检查的标志)。