concurrent.interpreters --- 在同一程序中實現多直譯器¶
在 3.14 版本加入。
原始碼： Lib/concurrent/interpreters
concurrent.interpreters 模組在底層的 _interpreters 模組之上構建了更高級別的介面。
該模組主要旨在提供一個基本的 API，用於管理直譯器（也稱為“子直譯器”）並在其中執行程式碼。執行操作主要涉及切換到某個直譯器（在當前執行緒中），並呼叫該執行上下文中的函式。
對於併發性，直譯器本身（以及本模組）除了隔離之外，並沒有提供更多功能，而隔離本身作用不大。實際的併發性可透過 執行緒 單獨獲得。請參閱下文
可用性：非 WASI。
此模組在 WebAssembly 上不起作用或不可用。有關更多資訊，請參閱 WebAssembly 平臺。
關鍵細節¶
在我們深入探討之前，關於使用多直譯器，有幾個關鍵細節需要牢記：
預設情況下是隔離的
無隱式執行緒
並非所有 PyPI 包都支援在多直譯器中使用
引言¶
“直譯器”實際上是 Python 執行時的執行上下文。它包含了執行時執行程式所需的所有狀態。這包括匯入狀態和內建函式等。（每個執行緒，即使只有一個主執行緒，除了當前的直譯器外，還有一些與當前異常和位元組碼求值迴圈相關的額外執行時狀態。）
直譯器的概念和功能自 Python 2.2 版以來就已存在，但該功能僅透過 C-API 提供且鮮為人知，並且其隔離性在 3.12 版之前相對不完整。
多直譯器與隔離¶
一個 Python 實現可能支援在同一程序中使用多個直譯器。CPython 就支援此功能。每個直譯器實際上都與其他直譯器隔離（除了一些經過精心管理的程序全域性例外情況）。
這種隔離主要用於程式中不同邏輯元件之間的強分離，當您希望仔細控制這些元件如何互動時，這種隔離尤其有用。
備註
同一程序中的直譯器在技術上永遠無法彼此嚴格隔離，因為同一程序內的記憶體訪問限制很少。Python 執行時會盡力實現隔離，但擴充套件模組可能會輕易破壞這種隔離。因此，在安全敏感的情況下，不應使用多直譯器，因為它們不應該能夠訪問彼此的資料。
在直譯器中執行¶
在不同的直譯器中執行涉及在當前執行緒中切換到該直譯器，然後呼叫某個函式。執行時將使用當前直譯器的狀態來執行該函式。concurrent.interpreters 模組提供了一個基本的 API，用於建立和管理直譯器，以及執行切換並呼叫的操作。
該操作不會自動啟動其他執行緒。不過，有一個輔助函式可以實現此功能。還有一個專門的輔助函式，用於在直譯器中呼叫內建的 exec()。
當在直譯器中呼叫 exec()（或 eval()）時，它們會使用該直譯器的 __main__ 模組作為“全域性”名稱空間。對於不與任何模組關聯的函式也是如此。這與從命令列呼叫的指令碼在 __main__ 模組中執行的方式相同。
併發與並行¶
如前所述，直譯器本身不提供任何併發性。它們嚴格代表執行時將*在當前執行緒中*使用的隔離執行上下文。這種隔離使它們類似於程序，但它們仍然享有程序內的高效性，就像執行緒一樣。
儘管如此，直譯器確實自然地支援某些型別的併發性。這種隔離有一個強大的副作用。它實現了一種與非同步或執行緒不同的併發方法。這是一種類似於 CSP 或 actor 模型的併發模型，這種模型相對容易理解。
你可以在單個執行緒中利用這種併發模型，在直譯器之間來回切換，類似於 Stackless 的風格。然而，當您將直譯器與多個執行緒結合使用時，這種模型更為有用。這主要涉及啟動一個新執行緒，在該執行緒中切換到另一個直譯器並在那裡執行您想要的程式碼。
Python 中的每個實際執行緒，即使您只在主執行緒中執行，都有其自己的*當前*執行上下文。多個執行緒可以使用同一個直譯器，也可以使用不同的直譯器。
從高層次來看，您可以將執行緒和直譯器的組合視為具有可選共享功能的執行緒。
一個顯著的好處是，直譯器是充分隔離的，它們不共享GIL，這意味著將執行緒與多個直譯器結合可以實現完全的多核並行。（自 Python 3.12 以來就是如此。）
直譯器間通訊¶
實際上，只有當我們有辦法在多個直譯器之間進行通訊時，它們才有用。這通常涉及某種形式的訊息傳遞，但甚至可以意味著以某種精心管理的方式共享資料。
考慮到這一點，concurrent.interpreters 模組提供了一個 queue.Queue 的實現，可透過 create_queue() 獲得。
參考¶
該模組定義了以下函式：
- concurrent.interpreters.list_all()¶
返回一個包含
Interpreter物件的list，每個物件對應一個現有的直譯器。
- concurrent.interpreters.get_current()¶
返回當前執行的直譯器的
Interpreter物件。
- concurrent.interpreters.get_main()¶
返回主直譯器的
Interpreter物件。這是執行時建立的用於執行 REPL 或命令列中給定指令碼的直譯器。它通常是唯一的直譯器。
- concurrent.interpreters.create()¶
初始化一個新的（空閒的）Python 直譯器，併為其返回一個
Interpreter物件。
直譯器物件¶
- class concurrent.interpreters.Interpreter(id)¶
當前程序中的單個直譯器。
通常情況下，不應直接呼叫
Interpreter。而是應該使用create()或其他模組函式。- id¶
（只讀）
底層直譯器的 ID。
- whence¶
（只讀）
一個描述直譯器來源的字串。
- is_running()¶
如果直譯器當前正在其
__main__模組中執行程式碼，則返回True，否則返回False。
- close()¶
終結並銷燬直譯器。
- prepare_main(ns=None, **kwargs)¶
在直譯器的
__main__模組中繫結物件。
- exec(code, /, dedent=True)¶
在直譯器中執行給定的原始碼（在當前執行緒中）。
- call(callable, /, *args, **kwargs)¶
返回在直譯器中執行給定函式的結果（在當前執行緒中）。
- call_in_thread(callable, /, *args, **kwargs)¶
在直譯器中執行給定的函式（在一個新執行緒中）。
異常¶
- exception concurrent.interpreters.InterpreterNotFoundError¶
這個異常是
InterpreterError的子類，在目標直譯器不存在時引發。
- exception concurrent.interpreters.ExecutionFailed¶
這個異常是
InterpreterError的子類，在執行的程式碼引發未捕獲的異常時引發。- excinfo¶
在另一個直譯器中引發的異常的基本快照。
這個異常是
TypeError的子類，當一個物件無法傳送到另一個直譯器時引發。
直譯器間通訊¶
- class concurrent.interpreters.Queue(id)¶
一個底層跨直譯器佇列的包裝器，它實現了
queue.Queue介面。底層的佇列只能透過create_queue()建立。一些物件是實際共享的，一些是高效複製的，但大多數是透過
pickle複製的。請參閱 “共享”物件。- id¶
（只讀）
佇列的 ID。
- exception concurrent.interpreters.QueueEmptyError¶
這個異常是
queue.Empty的子類，當佇列為空時，會由Queue.get()和Queue.get_nowait()引發。
- exception concurrent.interpreters.QueueFullError¶
這個異常是
queue.Full的子類，當佇列已滿時，會由Queue.put()和Queue.put_nowait()引發。
基本用法¶
建立一個直譯器並在其中執行程式碼
from concurrent import interpreters
interp = interpreters.create()
# Run in the current OS thread.
interp.exec('print("spam!")')
interp.exec("""if True:
print('spam!')
""")
from textwrap import dedent
interp.exec(dedent("""
print('spam!')
"""))
def run(arg):
return arg
res = interp.call(run, 'spam!')
print(res)
def run():
print('spam!')
interp.call(run)
# Run in new OS thread.
t = interp.call_in_thread(run)
t.join()