Mac M1环境下单独线程运行np.linalg.solve触发Bus Error的原因

环境配置 #

• numpy: 1.6.2
• OS: macOS Monterey 12.2.1 (M1)
• Python 3.10（虚拟环境）

问题现象 #

用PySide开发GUI程序时，为避免界面阻塞，将耗时的numpy计算放到单独线程运行，触发bus error，错误信息如下：

[1]    38918 bus error  python3 app.py

不使用线程时代码运行完全正常，经排查错误由np.linalg.solve(A, B)触发。

代码示例 #

import sys
from PySide6.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
from PySide6.QtCore import Slot, QThreadPool, QThread, QObject, Signal, QMetaObject
import numpy as np

from algorithm import main
from test_ui import Ui_MainWindow

class Worker(QObject):
    finished = Signal(int)
    progress = Signal(tuple)

    def __init__(self):
        super(Worker, self).__init__()

    def run(self):
        np.linalg.solve(np.array([[0, 1], [1, 2]]), np.array([[2,3], [3,4]]))
        print("a")
        self.finished.emit(1)

class Window(QMainWindow):

    def __init__(self):
        super(Window, self).__init__()

        self.ui = Ui_MainWindow()
        self.ui.setupUi(self)
        self.ui.pushButton.clicked.connect(self.run_ht)

        self.thread = None
        self.worker = None

        self.buildWorker()

    def run_ht(self):
        self.thread.start()

    def buildWorker(self):
        thread = QThread()
        worker = Worker()
        worker.moveToThread(thread)
        thread.started.connect(worker.run)
        worker.finished.connect(thread.quit)
        QMetaObject.connectSlotsByName(self)
        self.thread = thread
        self.worker = worker


app = QApplication(sys.argv)
window = Window()
window.show()

app.exec()

核心原因 #

numpy 1.6.2是2013年发布的老旧版本，完全没有针对Apple Silicon（M1）架构做适配。在M1 Mac的多线程环境下，老版本numpy的线性代数模块（依赖底层BLAS/LAPACK库）会出现内存访问错误，也就是触发bus error。

修复步骤 #

1. 升级numpy版本
   卸载旧版本numpy，安装适配M1架构的新版本：

   pip uninstall numpy -y
   pip install numpy>=1.21.0
   

   注：numpy 1.21.0及以上版本开始正式支持Apple Silicon，可彻底解决多线程下的架构兼容问题。

2. 临时规避方案（不推荐）
   如果暂时无法升级numpy，可以尝试用QThreadPool+QRunnable替代QThread实现，不过这只是临时 workaround，核心问题仍需通过版本升级解决：

   from PySide6.QtCore import QRunnable, QThreadPool
   
   class SolveRunnable(QRunnable):
       def run(self):
           np.linalg.solve(np.array([[0, 1], [1, 2]]), np.array([[2,3], [3,4]]))
           print("a")
   
   # 修改Window类中的run_ht方法
   def run_ht(self):
       pool = QThreadPool.globalInstance()
       runnable = SolveRunnable()
       pool.start(runnable)
   

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user14028806