Python的dict.pop方法是原子性的吗？

Question

似乎可以合理地认为，dict.pop 操作是原子性的，因为如果指定的键不存在且没有提供默认值，则会引发 KeyError，例如：

d.pop(k)

然而，文件似乎没有具体解释这一点，至少在专门记录dict.pop的部分中没有。

当我回顾我的答案时，这个问题浮现在我脑海中，我在那个答案中使用了这种模式。

if k in d: del d[k]

当时我没有考虑到一个关键字可能在if语句中存在，但在执行del时不存在。如果dict.pop确实提供了一个原子操作的替代方案，那么我应该在我的回答中注明。

- zigg

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相关：哪些全局值的变异是线程安全的？ - Ashwini Chaudhary

Answer 1

对于默认类型，dict.pop() 是一个 C 函数调用，这意味着它只执行了 一次 字节码评估。这使得该调用是原子的。

Python 线程只在字节码边界时才切换，因为它们受字节码评估循环控制。一些 Python C 函数确实会回调到 Python 代码中（考虑 __dunder__ 特殊方法钩子），但对于默认的 dict 类型，dict.pop() 方法并不会进行回调。

- Martijn Pieters

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超出了我的解释能力范围。只有一个问题：有人知道Jython的情况吗？ - mike rodent

请参阅Jython并发文档：Jython通过使用Java的ConcurrentHashMap实现了dict和set。这意味着您可以仅使用这些标准Python类型，仍然获得高性能并发性。（它们也像CPython中一样是原子性的，我们将在描述中说明。） - Martijn Pieters

在同一章节中，列出了原子操作的更多内容：原地修改字典（例如添加一个项目或调用clear方法）。 - Martijn Pieters

Answer 2

实际上，dict.pop()不是原子操作。例如，如果您将对象用作字典的键，则Python必须调用对象的__hash__()实现。但是，您可以使用dict.popitem()，它是真正的原子操作。

- renskiy

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你的回答与最佳和被接受的答案根本相矛盾。你仍然认为你的回答是正确的吗？如果是，为什么？否则，你能否加上免责声明或其他说明，以便像我这样的人不会感到困惑？ - Yatharth Agarwal

并非根本如此。@martijn-pieters提到了标准类型（实际上是基本类型）。但通常指望dict.pop()始终是原子操作并不是一个好主意。 - renskiy

当你说“如果你将对象用作字典的键”，你所指的对象是什么？我以为在Python中，所有东西都是对象？ - Yatharth Agarwal

我指的是将用户定义类的实例用作字典键。 - renskiy

当执行像 d.pop(key, None) 这样的操作时，只有一个线程会得到值，其他线程会得到 None，对吗？即使两个线程都执行了 hash(key)，只有一个线程会赢得从字典中删除它的竞争。例如 d.pop(generate_key(), None) 可能不是原子性的，因为 generate_key() 不是原子性的，但从字典中删除仍然是原子性的。 - lumbric

@YatharthAgarwal 可接受答案的标准已经改变。在2019年，我认为我们会说martijn-pieters没有回答问题，因为问题没有提到默认类型。这也取决于实现。永远不要被声望所吓倒。 - andy256