加载PyQt等第三方模块后，使用ctypesgen生成绑定的含std::recursive_mutex的C++库触发Python崩溃问题

DevOps 小满

2026-4-13

我在Windows 10环境下，尝试从Python脚本调用C++库入口点时遇到了奇怪的崩溃，已经把问题简化成了极简示例，具体情况如下：

我的C++代码实现

sdetests_lib_bind_python.h

#pragma once

#ifdef SDETESTS_LIB_BIND_PYTHON_EXPORTS
    /** Export symbols statement */
    #define SDETESTS_LIB_BIND_PYTHON __declspec(dllexport)
#else
    /** Import symbols statement */
    #define SDETESTS_LIB_BIND_PYTHON __declspec(dllimport)
#endif

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

SDETESTS_LIB_BIND_PYTHON void func(int lock);


#ifdef __cplusplus
}
#endif

sdetests_lib_bind_python.cpp

#include "sdetests_lib_bind_python.h"

#include <iostream>
#include <mutex>

SDETESTS_LIB_BIND_PYTHON void func( int lock )
{
    if (lock!=0)
    {
        std::cout << "Creating mutex" << std::endl;
        std::recursive_mutex mutex;
        std::cout << "Created mutex" << std::endl;
        std::cout << "Locking mutex" << std::endl;
        std::lock_guard<std::recursive_mutex> lock_guard(mutex);
        std::cout << "Locked mutex" << std::endl;
    }
    std::cout << "Hello world" << std::endl;
}

我用Visual Studio 2022（MSVC 19.43.34808.0）将其编译为共享库，随后用ctypesgen生成绑定文件sdetests_lib_bind_python.py，用以下简单Python脚本调用时完全正常：

import sdetests_lib_bind_python

print("Calling func without lock")
sdetests_lib_bind_python.func(0)

print("Calling func with lock")
sdetests_lib_bind_python.func(1)

输出结果：

Calling func without lock
Hello world
Calling func with lock
Creating mutex
Created mutex
Locking mutex
Locked mutex
Hello world

但如果先加载PyQt模块，脚本修改为：

from PyQt5.QtCore import QT_VERSION_STR, PYQT_VERSION_STR
print("Qt: v", QT_VERSION_STR, "\tPyQt: v", PYQT_VERSION_STR)

import sdetests_lib_bind_python

print("Calling func without lock")
sdetests_lib_bind_python.func(0)

print("Calling func with lock")
sdetests_lib_bind_python.func(1)

程序就会崩溃，输出：

Qt: v 5.15.2    PyQt: v 5.15.9
Calling func without lock
Hello world
Calling func with lock
Creating mutex
Created mutex
Locking mutex
Traceback (most recent call last):
  File "example_sdetests_lib_bind_python_def.py", line 10, in <module>
    sdetests_lib_bind_python.func(1)
OSError: exception: access violation reading 0x0000000000000000

问题特征与排查细节

这个崩溃有几个关键规律：

仅当PyQt（或rclpy这类其他模块）先于我的C++库绑定被导入时触发；若把import sdetests_lib_bind_python放在脚本第一行，后续加载其他模块完全正常。
旧版本编译器（MSVC 19.38.33135.0）编译时无此问题，是升级编译器后才出现的。
仅当库中使用std::recursive_mutex时崩溃；仅包含<mutex>头文件无影响，但创建并锁定mutex会触发访问违例。
Debug模式编译的库不会出现崩溃。

我需要给外部用户提供该库，要求他们必须先导入我的库或升级第三方模块并不现实，因此急需找到根本解决办法。

根据建议，我检查了库加载顺序，当PyQt5在我的库之后加载（无崩溃）时，加载顺序片段如下：

'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\python.exe'. Les symboles ont été chargés.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\ntdll.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\kernel32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\KernelBase.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\ucrtbase.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\python38.dll'. Les symboles ont été chargés.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\shlwapi.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\msvcrt.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\ws2_32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\rpcrt4.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\advapi32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\sechost.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\bcrypt.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\vcruntime140.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\version.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
Le thread 27884 s'est arrêté avec le code 0 (0x0).
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\cryptsp.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\rsaenh.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\cryptbase.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\bcryptprimitives.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\python3.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\DLLs\_ctypes.pyd'. Les symboles ont été chargés.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\ole32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\DLLs\libffi-7.dll'. Le module a été généré sans symboles.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\combase.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\gdi32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\win32u.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\gdi32full.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\msvcp_win.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\user32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\oleaut32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\imm32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\DLLs\_bz2.pyd'. Les symboles ont été chargés.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\DLLs\_lzma.pyd'. Les symboles ont été chargés.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\dev\vobs_sde\build\sdetests_python_binding\win64\stg\Release\sdetests_lib_bind_python.dll'. Le module a été généré sans symboles.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\vcruntime140_1.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\msvcp140.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\Lib\site-packages\PyQt5\QtCore.pyd'. Le module a été généré sans symboles.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\Lib\site-packages\PyQt5\Qt5\bin\Qt5Core.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\shell32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\mpr.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\netapi32.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Windows\System32\userenv.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.
'python.exe' (Win32) : Chargé 'C:\Python38\Lib\site-packages\PyQt5\Qt5\bin\msvcp140_1.dll'. Chargement des symboles désactivé par le paramètre Include/Exclude.

可能的原因与解决思路

看起来这个问题大概率是MSVC运行时库的版本冲突或加载顺序导致的。新版本MSVC对标准库组件的实现做了调整，而PyQt这类第三方模块可能自带旧版本的MSVC运行时库文件，当它们先被加载时，你的C++库会绑定到这些旧版本的运行时，而std::recursive_mutex的实现在新旧版本间不兼容，最终触发访问违例。

给你几个可以尝试的解决方向：

强制库使用静态链接的MSVC运行时
在Visual Studio项目设置里，把C/C++ -> 代码生成 -> 运行库改成多线程(/MT)（Release模式）或多线程调试(/MTd)（Debug模式）。这样你的库会把运行时库打包到自身，不会和其他模块的运行时冲突。不过静态链接会增大库体积，若你的库还要和其他动态链接组件交互，需额外考虑兼容性。

替换std::recursive_mutex为Windows原生互斥量
既然问题出在标准库的mutex上，可以用Windows API的CreateMutexW、WaitForSingleObject、ReleaseMutex实现递归互斥逻辑，绕开标准库的实现：

#include <windows.h>

SDETESTS_LIB_BIND_PYTHON void func( int lock )
{
    if (lock!=0)
    {
        std::cout << "Creating mutex" << std::endl;
        HANDLE mutex = CreateMutexW(NULL, FALSE, NULL);
        if (mutex == NULL) {
            std::cerr << "Failed to create mutex" << std::endl;
            return;
        }
        std::cout << "Created mutex" << std::endl;
        std::cout << "Locking mutex" << std::endl;
        DWORD waitResult = WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
        if (waitResult != WAIT_OBJECT_0) {
            std::cerr << "Failed to lock mutex" << std::endl;
            CloseHandle(mutex);
            return;
        }
        std::cout << "Locked mutex" << std::endl;

        // 原有业务逻辑

        ReleaseMutex(mutex);
        CloseHandle(mutex);
    }
    std::cout << "Hello world" << std::endl;
}

这样完全不依赖标准库的mutex实现，也就不会有版本冲突问题。

显式指定运行时库的加载优先级（应急方案）
可以在Python脚本里先显式加载你库依赖的MSVC运行时DLL，再加载其他模块，但这个方法比较hack，需确认具体依赖的运行时文件：

import ctypes
# 加载库依赖的运行时DLL
ctypes.CDLL("vcruntime140_1.dll")
ctypes.CDLL("msvcp140.dll")

# 再加载PyQt等模块
from PyQt5.QtCore import QT_VERSION_STR, PYQT_VERSION_STR
print("Qt: v", QT_VERSION_STR, "\tPyQt: v", PYQT_VERSION_STR)

import sdetests_lib_bind_python
# 后续调用逻辑

另外你提到Debug模式没问题，是因为Debug模式的运行时库（如vcruntime140d.dll）和Release模式是分开的，PyQt这类模块一般不会携带Debug版本的运行时，所以不会冲突。

优先试试静态链接运行时的方案，对用户完全透明，不需要他们做任何额外操作。

备注：内容来源于stack exchange，提问作者jpo38

加载PyQt等第三方模块后，使用ctypesgen生成绑定的含std::recursive_mutex的C++库触发Python崩溃问题

我的C++代码实现 #

sdetests_lib_bind_python.h #

sdetests_lib_bind_python.cpp #

问题特征与排查细节 #

可能的原因与解决思路 #

我的C++代码实现

sdetests_lib_bind_python.h

sdetests_lib_bind_python.cpp

问题特征与排查细节

可能的原因与解决思路