简而言之，Boost.Python使用其TypeWrappers维护Python参数传递语义。因此，当将Python中的列表传递给公开的C
++函数时，可以通过接受Python列表作为boost::python::list对象来创建和维护引用。

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详细的答案实际上对此有更深入的了解。在深入研究之前，让我先扩展一些语义以避免混淆。借助Python的垃圾回收和按对象传递语义，通常的经验法则是将Boost.Python
TypeWrappers视为智能指针。

• 如果函数接受该列表作为boost::python::list对象，那么C ++现在可以引用Python对象。Python列表的生存期将延长到至少与booot::python::list对象一样长。
• 如果将Python列表转换为其他类型，例如std::vector，则C ++已构造一个副本到Python列表。此副本与原始列表没有关联。

这是一个C ++模块的简单示例，可以将其传递给Python列表，维护其句柄并打印其内容：

#include <iostream> // std::cout
#include <utility>  // std::make_pair
#include <boost/foreach.hpp>
#include <boost/python.hpp>
#include <boost/python/stl_iterator.hpp>

boost::python::list list;

/// @brief Store handle to the list.
///
/// @param pylist Python list for which a handle will be maintained.
void set(const boost::python::list& pylist)
{
  // As the boost::python::list object is smart-pointer like, this
  // creates a reference to the python list, rather than creating a 
  // copy of the python list.
  list = pylist;
}

// Iterate over the current list, printing all ints.
void display()
{
  std::cout << "in display" << std::endl;
  typedef boost::python::stl_input_iterator<int> iterator_type;
  BOOST_FOREACH(const iterator_type::value_type& data, 
                std::make_pair(iterator_type(list), // begin
                               iterator_type()))    // end
  {
    std::cout << data << std::endl;
  }
}

BOOST_PYTHON_MODULE(example) {
  namespace python = boost::python;
  python::def("set",     &set);
  python::def("display", &display);
}

及其用法：

>>> import example
>>>
>>> x = range(2)
>>> x
[0, 1]
>>> example.set(x)
>>> example.display()
in display
0
1
>>> x[:] = range(7, 10)
>>> example.display()
in display
7
8
9

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一个在问题带来的复杂性是阅读在C Python列表的愿望 任何时候 。在最复杂的情​​况下， 任何时间 都可以在C 线程内的 任何时间
点发生。

让我们从基础开始：Python的全局解释器锁定（GIL）。简而言之，GIL是解释器周围的互斥体。如果线程正在执行任何会影响python受管理对象的引用计数的操作，则它需要获取GIL。有时引用计数不是很透明，请考虑：

typedef boost::python::stl_input_iterator<int> iterator_type;
iterator_type iterator(list);

尽管boost::python::stl_input_iterator接受list作为常量引用，但它会从构造函数中创建对Python列表的引用。

在前面的示例中，由于没有C 线程，因此所有操作都在获取GIL时发生。但是，如果display()可以随时从C 中调用它，则需要进行一些设置。

首先，模块需要让Python初始化GIL以进行线程化。

BOOST_PYTHON_MODULE(example) {
  PyEval_InitThreads(); // Initialize GIL to support non-python threads.
  ...
}

为了方便起见，让我们创建一个简单的类来帮助管理GIL：

/// @brief RAII class used to lock and unlock the GIL.
class gil_lock
{
public:
  gil_lock()  { state_ = PyGILState_Ensure(); }
  ~gil_lock() { PyGILState_Release(state_);   }
private:
  PyGILState_STATE state_;
};

为了显示与C ++线程的交互，让我们向模块添加功能，使应用程序可以安排显示列表内容的延迟时间。

/// @brief Entry point for delayed display thread.
///
/// @param Delay in seconds.
void display_in_main(unsigned int seconds)
{
  boost::this_thread::sleep_for(boost::chrono::seconds(seconds));
  gil_lock lock; // Acquire GIL.
  display();     // Can safely modify python objects.
  // GIL released when lock goes out of scope.
}

/// @brief Schedule the list to be displayed.
///
/// @param Delay in seconds.
void display_in(unsigned int seconds)
{
  // Start detached thread.
  boost::thread(&display_in_main, seconds).detach();
}

这是完整的示例：

#include <iostream> // std::cout
#include <utility>  // std::make_pair
#include <boost/foreach.hpp>
#include <boost/python.hpp>
#include <boost/python/stl_iterator.hpp>
#include <boost/thread.hpp>

boost::python::list list;

/// @brief Store handle to the list.
///
/// @param pylist Python list for which a handle will be maintained.
void set(const boost::python::list& pylist)
{
  list = pylist;
}

// Iterate over the current list, printing all ints.
void display()
{
  std::cout << "in display" << std::endl;
  typedef boost::python::stl_input_iterator<int> iterator_type;
  BOOST_FOREACH(const iterator_type::value_type& data, 
                std::make_pair(iterator_type(list), // begin
                               iterator_type()))    // end
  {
    std::cout << data << std::endl;
  }
}

/// @brief RAII class used to lock and unlock the GIL.
class gil_lock
{
public:
  gil_lock()  { state_ = PyGILState_Ensure(); }
  ~gil_lock() { PyGILState_Release(state_);   }
private:
  PyGILState_STATE state_;
};

/// @brief Entry point for delayed display thread.
///
/// @param Delay in seconds.
void display_in_main(unsigned int seconds)
{
  boost::this_thread::sleep_for(boost::chrono::seconds(seconds));
  gil_lock lock; // Acquire GIL.
  display();     // Can safely modify python objects.
  // GIL released when lock goes out of scope.
}

/// @brief Schedule the list to be displayed.
///
/// @param Delay in seconds.
void display_in(unsigned int seconds)
{
  // Start detached thread.
  boost::thread(&display_in_main, seconds).detach();
}

BOOST_PYTHON_MODULE(example) {
  PyEval_InitThreads(); // Initialize GIL to support non-python threads.

  namespace python = boost::python;
  python::def("set",        &set);
  python::def("display",    &display);
  python::def("display_in", &display_in);
}

及其用法：

>>> import example
>>> from time import sleep
>>> 
>>> x = range(2)
>>> example.set(x)
>>> example.display()
in display
0
1
>>> example.display_in(3)
>>> x[:] = range(7, 10)
>>> print "sleeping"
sleeping
>>> sleep(6)
in display
7
8
9

当Python控制台在sleep(6)调用中阻塞6秒钟时，C ++线程获取了GIL，显示了list的内容x，并释放了GIL。