文章目录
- LWP
- clone系统调用
- 查看线程LWP
- 理解LWP与TID
- pthread_id
LWP
LWP是Linux中线程的具体实现形式,在linux中,进程和线程本质上都是相同的,都是通过task_struct
结构体来表示的。LWP是内核级线程,TID是其唯一标识符,类似于进程的PID。每当使用pthread_create创建一个线程时,在底层内核会生成一个LWP实体,就跟创建进程时会生成PCB实体一样,只不过LWP更轻量。除此之外,pthread_create还会在用户空间上生成pthread_t类型的标识符,用来与内核级线程LWP建立一一对应的关系(实际上是与TID建立映射)。整个映射过程由POSIX线程库实现。
clone系统调用
那么pthread_create又是如何生成一个内核级的线程LWP呢?
库函数pthread_create底层封装了一个系统调用clone。clone允许指定新线程应共用哪些资源。通过clone可以生成一个LWP。clone函数原型如下:
int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg, ...);
fn
是一个函数指针表示新线程执行的函数child_stack
新线程的栈指针flags
标记位,指定线程共享哪些资源arg
是传递给新线程的参数
查看线程LWP
使用指令ps -L
可以查看所有的线程
其中LWP是轻量级进程ID,即线程ID(TID)
ps指令可以使用以下选项查看进程和线程:
-e
显示所有进程-L
显示所有线程-f
显示完整的格式信息,包括PID、PPID、LWP等
此外还可以使用pstree
命令以树状结构显示进程和线程信息
pstree -p <pid>
-p
显示PID包括LWP
理解LWP与TID
LWP本质是一个描述线程的一个概念,因为linux中没有单独为线程设计一套管理方案,又为了与进程PCB区分开(进程和线程实际上都被看作是task_struct的实例),就用LWP来表示线程。LWP和普通进程一样,由内核调度和管理。而TID是内核用来标识LWP的唯一标识符。
pthread_id
pthread_id
是POSIX线程库中一个线程标识符类型(无符号整数类型),pthread_create
在内核创建LWP之后,内核会提供给用户一个pthread_id
用于标识和操作该线程。尽管pthread_id与TID在概念上都是标识线程,但是它们属于不同层次。 其实这里的pthread_id
和TID
的关系就和文件描述符fd
与inode
的关系。前者用于用户操作(如等待线程结束、取消线程等),后者用于内核管理。pthread_id与LWP一一对应。这也就意味着线程库能通过对pthread_id
操作进而实现对LWP的操作。