Python - Fatal IO error 11 (Resource temporarily unavailable) on X server

日前在設計一個使用 GTK 的 Python 程式時，碰到了 Fatal IO error 11 (Resource temporarily unavailable) on X server 的錯誤。 這問題不算希罕，在下列文章中就討論了原因。

• XIO: Fatal IO error 11 (Resource temporarily unavailable) on X server
• python multiprocessing with 2 gtk windows

我的結論是，此為 Python gtk 模組和 multiprocessing 模組搭配使用時的潛在 bug 。

首先看看會引發 Fatal IO error 11 的設計方式。

import os, multiprocessing
import gtk

sub_proc = multiprocessing.Process(target=sub_proc_func)

sub_proc_func():
    # some gtk code.
    gtk.main()
    os._exit(0) # it also close X's sockets.

在上面的設計中，只要第一個子行程結束了，那麼隨後任何操作 GTK 個體的動作就會觸發 Fatal IO error 11 錯誤。原因牽涉到 X Window 的系統架構與 Python gtk 模組的設計。

X Window 架構實際上是 client/server 架構，在螢幕上看到的任何 GUI 元件，都是由 X server 負責管理。而我們的 GTK 程式便是 X client ，它必須開啟和 X server 互動的 IPC socket 管線，再利用這個管線讀寫 GUI 元件的操作指令。 Python 的 gtk 模組，在引入時就會順帶開啟這個 X server socket 。

進一步，當我們使用 multiprocessing 模組建立子行程時，multiprocessing 用 fork() 複製了一個新的行程內容，又 gtk 函數的內部設計是以共用的方式開啟 X server socket ，故連帶著讓子行程繼承了原先開啟的 X server socket 。此時父子行程實際上共用同一份 X server socket 。

最後，當子行程結束時，會關閉它和父行程共用的 X server socket 。 使父行程或接下來新建的子行程都失去可用的 X server socket 。 於是接下來的 GTK 操作就引發 Fatal IO Error 11 on X server 錯誤。

解決方法

以 Python gtk 的設計方式來看，解答關鍵點就引入 gtk 模組的時機。如下列所示:

import os, multiprocessing
sub_proc = multiprocessing.Process(target=sub_proc_func)

sub_proc_func():
    import gtk
    # some gtk code.
    gtk.main()
    os._exit(0) # it also close X's sockets.

主行程不要 import gtk 。 改在子行程的初始程式碼中加上 import gtk ，讓每個子行程配置自己的 GTK 內容。 如此一來，每個子行程活動空間就都有獨立的 X server socket ，而不是父子行程共用。 就不會發生其中一個子行程結束，導致其他親屬行程一併失去 X server socket 的錯誤。

註: Python 使用 gtk 模組時，若有多工作業的需求，建議搭配 gtk 自帶的 gthread 機制，或者用 Python 的 threading 模組。 multiprocessing 模組為最後一招。傳統上， Multi-processing 模式的設計難度就比 Multi-threading 模式高。