Python中的set.copy()方法是原子操作吗？

Question

假设我们在一个类中有一个实例变量。

class MyClass(object):  
    def __init__():  
        self.set1 = set()  

以下操作是否是原子性的？

set_shallow_copy = self.set1.copy()

我尝试搜索了一下，但我找到的唯一信息是读取实例变量是原子性的。

（编辑） 我尝试反编译字节码（Windows上的Python 2.7），但这并不是太有用。它只显示调用set上的copy函数的Python字节码。

 9 LOAD_FAST                0 (s)  
 12 LOAD_ATTR                1 (copy)  
 15 CALL_FUNCTION            0 
 18 STORE_FAST               1 (s2) 
 21 LOAD_CONST               0 (None) 
 24 RETURN_VALUE 

（编辑2）我想知道使用set2 = set（set1）是否更好。

         9 LOAD_GLOBAL              0 (set)  
         12 LOAD_FAST                0 (set1)  
         15 CALL_FUNCTION            1  
         18 STORE_FAST               1 (set2)  
         21 LOAD_CONST               0 (None)  
         24 RETURN_VALUE

- Li Chen Koh

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我在想我们是在使用Python3还是Python2.7？ - DataEngineer

现在我正在使用Python 2.7。在Python 3中会有所不同吗？ - Li Chen Koh

你为什么在意？调用copy方法比调用内置的set构造函数稍微快一点，但这与原子性无关。目标是什么？ - ShadowRanger

我怀疑这可能取决于您所谓的“原子”是什么意思。大多数内置对象的操作在“原子”意义上都是“原子”的，因为它们不会让另一个线程中的操作破坏它们的内部状态。这并不意味着操作一定会按特定顺序运行，只是该对象最终会处于一个合理的状态。 - Blckknght

我明白了，我认为在结束时使对象处于正常状态就足够了。我不需要保证操作按特定顺序运行。 - Li Chen Koh

Answer 1

在CPython自3.5版本以来，由于全局解释器锁的缘故，从Python中可见，复制是原子性的。在复制时，没有其他线程可以更改set1，因此您将获得该集合在（其他）线程进行操作期间处于的某个状态的副本。

在旧版本中（如此处标记的版本！），将原始集合的元素添加到新的（最初为空的）副本的例程没有利用来自set的所有值都是唯一的这一事实；因此，它使用==来重新发现这个事实。如果该比较在Python中实现（或由某些C扩展程序释放GIL），则该过程可能会被其他线程中断（并任意失败）。

- Davis Herring

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你确定吗，还是有权威的参考资料支持？我刚刚在一行代码里遇到了这个问题：my_set_copy = my_set.copy()，报错信息是 RuntimeError: Set changed size during iteration（而且确实是另一个线程修改了这个 set）。 - bluenote10

@bluenote10：使用哪个Python版本？当前的实现甚至不需要调用用户定义的__eq__，因为它知道源键是唯一的。 - Davis Herring

那是在运行Python 2.7.12的旧系统上。 - bluenote10

@bluenote10：好吧，那就是问题所在的版本，这很公平。我已经添加了该版本的信息，答案有时是正确的。之前表述过于简单，抱歉。 - Davis Herring

非常有帮助，感谢您挖掘出这些差异。 - bluenote10

Answer 2

请在共享原子企业中使用automic_set。

Python原子用于共享数据类型。

https://sharedatomic.top

该模块可用于多进程和多线程条件下的原子操作。高性能Python！高并发，高性能！

使用多进程和多线程的原子API示例：

您需要以下步骤来利用该模块：

1. 创建函数，供子进程使用，参考UIntAPIs、IntAPIs、BytearrayAPIs、StringAPIs、SetAPIs、ListAPIs，在每个进程中，您可以创建多个线程。

    def process_run(a):
      def subthread_run(a):
        a.array_sub_and_fetch(b'\0x0F')
   
      threadlist = []
      for t in range(5000):
          threadlist.append(Thread(target=subthread_run, args=(a,)))
   
      for t in range(5000):
          threadlist[t].start()
   
      for t in range(5000):
          threadlist[t].join()
   

2. 创建共享的bytearray

   a = atomic_bytearray(b'ab', length=7, paddingdirection='r', paddingbytes=b'012', mode='m')
   

3. 启动进程/线程以利用共享的bytearray

    processlist = []
   
    for p in range(2):
   
      processlist.append(Process(target=process_run, args=(a,)))
   
    for p in range(2):
   
      processlist[p].start()
   
    for p in range(2):
   
      processlist[p].join()
   
    assert a.value == int.to_bytes(27411031864108609, length=8, byteorder='big')
   

- Xiquan Ren

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这个和Python是否有原子CompareAndSet操作？是你在Python原子数据类型上的回答的复制粘贴（除了关于automic_set的第一句话）。不要在多个地方重复相同的答案。 - Peter Cordes