建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
在Linux中，進(jìn)程是計(jì)算機(jī)程序的基本執(zhí)行單元，而線程是進(jìn)程內(nèi)部的并發(fā)執(zhí)行流。線程能夠共享進(jìn)程的資源，如內(nèi)存空間、文件句柄等。在這種情況下，它們可以協(xié)同工作，以便高效地完成任務(wù)。
盡管Linux內(nèi)核直接支持多線程應(yīng)用程序，但創(chuàng)建一個(gè)線程并不是容易的。許多程序員對(duì)它感到困惑，因?yàn)長(zhǎng)inux中線程的實(shí)際實(shí)現(xiàn)可能與其他操作系統(tǒng)不同。在本文中，我們將介紹Linux中創(chuàng)建線程的方法，以及如何在程序中正確使用它們。
Linux中的線程是什么？
在Linux中，線程是一種輕量級(jí)的進(jìn)程。每個(gè)線程都有自己的?？臻g，但與進(jìn)程不同，它們共享相同的地址空間。這意味著，線程能夠訪問(wèn)相同的變量、函數(shù)以及文件等，從而可以在處理相同的數(shù)據(jù)時(shí)協(xié)作工作。
一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建的線程被稱為子線程，它們運(yùn)行在相同的上下文中，但它們有自己的堆棧。進(jìn)程本身也有一個(gè)主線程，它是之一個(gè)線程，它在進(jìn)程初始化時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建。
Linux中創(chuàng)建線程的方法
在Linux中，應(yīng)用程序可以使用線程API創(chuàng)建線程。常見(jiàn)的API包括pthread_create()和clone()。
pthread_create()
pthread_create()是一個(gè)庫(kù)函數(shù)，允許我們?cè)谶M(jìn)程中創(chuàng)建多個(gè)線程。它可以創(chuàng)建一個(gè)新的線程，并附加到進(jìn)程中。它的語(yǔ)法如下：
int pthread_create(pthread_t* thread, const pthread_attr_t* attr,void* (*start_routine)(void*), void* arg);
此函數(shù)的之一個(gè)參數(shù)為線程標(biāo)識(shí)符pthread_t，它是一個(gè)變量，用于存儲(chǔ)創(chuàng)建的線程的唯一標(biāo)識(shí)符。第二個(gè)參數(shù)為線程的屬性，我們通常將其設(shè)置為NULL。第三個(gè)參數(shù)是一個(gè)指向函數(shù)的指針，該函數(shù)是新線程的開(kāi)始函數(shù)。第四個(gè)參數(shù)是該函數(shù)的參數(shù)，傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)。
以下是使用pthread_create()函數(shù)創(chuàng)建并啟動(dòng)一個(gè)簡(jiǎn)單線程的示例：
#include
#include
void *print_message_function( void *ptr );
int mn()
{
pthread_t thread1, thread2;
char *message1 = “Thread 1”;
char *message2 = “Thread 2”;
int iret1, iret2;
// 創(chuàng)建線程1
iret1 = pthread_create( &thread1, NULL, print_message_function, (void*) message1);
// 創(chuàng)建線程2
iret2 = pthread_create( &thread2, NULL, print_message_function, (void*) message2);
// 等待線程1執(zhí)行完
pthread_join( thread1, NULL);
// 等待線程2執(zhí)行完
pthread_join( thread2, NULL);
printf(“Thread 1 returns: %d\n”,iret1);
printf(“Thread 2 returns: %d\n”,iret2);
}
void *print_message_function( void *ptr )
{
char *message;
message = (char *) ptr;
printf(“%s \n”, message);
}
在上述代碼中，我們創(chuàng)建了兩個(gè)線程thread1和thread2，并分別將它們賦值為參數(shù)。然后，使用pthread_create()函數(shù)創(chuàng)建線程，并將線程函數(shù)指針和參數(shù)傳遞給函數(shù)。然后，我們等待線程執(zhí)行完，并檢查線程返回的值。
clone()
另一個(gè)創(chuàng)建線程的函數(shù)是clone()。它類似于pthread_create()，但它更為底層。clone()函數(shù)必須顯式提供線程棧和堆棧的空間。以下是一個(gè)使用clone()函數(shù)創(chuàng)建線程的示例：
#define _GNU_SOURCE /* 包含clone()函數(shù) */
#include
#include
#define STACK_SIZE 1024*1024
static char child_stack[STACK_SIZE];
void* child_fn(void* arg)
{
printf(“Child %ld running in new namespace\n”, (long)getpid());
return NULL;
}
int mn()
{
pid_t child_pid = clone(child_fn,child_stack+STACK_SIZE,SIGCHLD,NULL);
printf(“clone()=%ld\n”, (long)child_pid);
getchar(); /* 繼續(xù)運(yùn)行以查看輸出結(jié)果 */
return 0;
}
在上述代碼中，我們使用了clone()函數(shù)來(lái)創(chuàng)建新的進(jìn)程，并將創(chuàng)建的新進(jìn)程的地址存儲(chǔ)在變量child_pid中。線程函數(shù)為child_fn()。
線程常見(jiàn)問(wèn)題
創(chuàng)建線程時(shí)有許多問(wèn)題，包括如何同步線程、如何處理線程處理的異常，如何避免線程之間的競(jìng)爭(zhēng)等。以下是一些常見(jiàn)的線程問(wèn)題：
線程同步
線程同步是一個(gè)重要的問(wèn)題，因?yàn)槿绻鄠€(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)共享資源，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題。因此，使用線程同步技術(shù)來(lái)協(xié)調(diào)并發(fā)線程非常重要，以避免這種沖突。線程同步包括鎖、條件變量和信號(hào)量等。
線程異常
當(dāng)線程中的一個(gè)操作無(wú)法執(zhí)行時(shí)，例如分配內(nèi)存失敗或輸入格式不正確時(shí)，線程將返回異常。這時(shí)，應(yīng)該為線程實(shí)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤處理功能，以便在發(fā)生異常時(shí)能夠及時(shí)處理錯(cuò)誤信息。
線程競(jìng)爭(zhēng)
如果兩個(gè)或更多線程在同一時(shí)間訪問(wèn)同一數(shù)據(jù)，就會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)。這可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，死鎖和其他問(wèn)題。線程競(jìng)爭(zhēng)可以通過(guò)正確實(shí)現(xiàn)線程同步來(lái)避免。
結(jié)論
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- linux進(jìn)程、線程及調(diào)度算法（三）
linux進(jìn)程、線程及調(diào)度算法（三）
調(diào)度策略值得是大家都在ready時(shí)，并且CPU已經(jīng)被調(diào)度時(shí)，決定誰(shuí)來(lái)運(yùn)行，誰(shuí)來(lái)被調(diào)度。
兩者之間有一定矛盾。
響應(yīng)的優(yōu)化，意味著高優(yōu)先級(jí)會(huì)搶占優(yōu)先級(jí)，會(huì)花時(shí)間在上下文切換，會(huì)影響吞吐。
上下文切換的時(shí)間是很短的，幾微妙就能搞定。上下文切換本身對(duì)吞吐并多大影響，
重要的是，切換后引起的cpu 的 cache miss.
每次切換APP, 數(shù)據(jù)都要重新load一次。
Linux 會(huì)盡可能的在響應(yīng)與吞吐之間尋找平衡。比如在編譯linux的時(shí)候，會(huì)讓你選擇 kernal features -> Preemption model.
搶占模型會(huì)影響linux的調(diào)度算法。
所以 ARM 的架構(gòu)都是big+LITTLE， 一個(gè)很猛CPU+ 多個(gè) 性能較差的 CPU, 那么可以把I/O型任務(wù)的調(diào)度指源 放在 LITTLE CPU上。需要計(jì)算的放在big上。
早期2.6 內(nèi)核將優(yōu)先級(jí)劃分了bit的優(yōu)先級(jí)。數(shù)值越低，優(yōu)先級(jí)越高。0-99優(yōu)先級(jí) 都是 RT（即時(shí)響應(yīng)）的 ，都是非RT的，即normal。
調(diào)度的時(shí)候 看哪個(gè)bitmap 中的 優(yōu)先級(jí)上有任務(wù)ready?？赡芏鄠€(gè)任務(wù)哦。
在普通優(yōu)先級(jí)線程調(diào)度中，高優(yōu)先級(jí)并不代表對(duì)低優(yōu)先級(jí)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。會(huì)在不同優(yōu)先級(jí)進(jìn)行輪轉(zhuǎn)。
就是比101高，101也會(huì)比102高，但100 不會(huì)堵著101。
眾絲進(jìn)程在輪轉(zhuǎn)時(shí)，優(yōu)先級(jí)高的：
初始唯并態(tài)設(shè)置nice值為0，linux 會(huì)探測(cè) 你是喜歡睡眠，還是干活。越喜歡睡，linux 越獎(jiǎng)勵(lì)你，優(yōu)先級(jí)上升（nice值減少）。越喜歡干活，優(yōu)先級(jí)下降（nice值增加）。所以一個(gè)進(jìn)程在linux中，干著干著 優(yōu)先級(jí)越低，睡著睡著 優(yōu)先級(jí)越高。
后期linux補(bǔ)丁中
紅黑樹(shù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 左邊節(jié)點(diǎn)小于右邊節(jié)點(diǎn)
同時(shí)兼顧了 CPU/IO 和 nice。
數(shù)值代表著 進(jìn)程運(yùn)行到目前為止的virtual runtime 時(shí)間。
（pyhsical runtime） / weight * 1024(系數(shù))。
優(yōu)先調(diào)度 節(jié)點(diǎn)值（vruntime）最小的線程。權(quán)重weight 其實(shí)有nice 來(lái)控制。
一個(gè)線程一旦被調(diào)度到，則物理運(yùn)行時(shí)間增加，vruntime增加，往左邊走。
weight的增加，也導(dǎo)致vruntime減小，往右邊走。
總之 CFS讓線程 從左滾到右，從右滾到左。即照顧了I/O(喜歡睡，分子小) 也 照顧了 nice值低（分母高）.所以 由喜歡睡，nice值又低的線程，最容易被調(diào)度到。
自動(dòng)調(diào)整，無(wú)需向nice一樣做出獎(jiǎng)勵(lì)懲罰動(dòng)作，個(gè)人理解權(quán)重其實(shí)相當(dāng)于nice
但是 此時(shí) 來(lái)蔽拍一個(gè) 0-99的線程，進(jìn)行RT調(diào)度，都可以瞬間秒殺你！因?yàn)槿思也皇瞧胀ǖ?，是RT的!
一個(gè)多線程的進(jìn)程中，每個(gè)線程的調(diào)度的策略 如 fifo rr normal, 都可以不同。每一個(gè)的優(yōu)先級(jí)都可以不一樣。
實(shí)驗(yàn)舉例, 創(chuàng)建2個(gè)線程，同時(shí)開(kāi)2個(gè)：
運(yùn)行2次，創(chuàng)建兩個(gè)進(jìn)程
sudo renice -n -5(nice -5級(jí)別) -g(global)， 會(huì)明顯看到 一個(gè)進(jìn)程的CPU占用率是另一個(gè)的 3倍。
為什么cpu都已經(jīng)達(dá)到200%，為什么系統(tǒng)不覺(jué)得卡呢？因?yàn)椋覀兊木€程在未設(shè)置優(yōu)先級(jí)時(shí)，是normal調(diào)度模式，且是
CPU消耗型
調(diào)度級(jí)別其實(shí)不高。
利用chrt工具，可以將進(jìn)程 調(diào)整為 50 從normal的調(diào)度策略 升為RT （fifo）級(jí)別的調(diào)度策略，會(huì)出現(xiàn)：
chrt , nice renice 的調(diào)度策略 都是以線程為單位的，以上 設(shè)置的將進(jìn)程下的所有線程進(jìn)行設(shè)置nice值
線程是調(diào)度單位，進(jìn)程不是，進(jìn)程是資源封裝單位！
兩個(gè)同樣死循環(huán)的normal優(yōu)先級(jí)線程，其中一個(gè)nice值降低，該線程的CPU 利用率就會(huì)比另一個(gè)CPU的利用率高。
關(guān)于linux 進(jìn)程中創(chuàng)建線程的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
香港服務(wù)器選創(chuàng)新互聯(lián)，2H2G首月10元開(kāi)通。
創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,擁有超過(guò)10年的服務(wù)器租用、服務(wù)器托管、云服務(wù)器、虛擬主機(jī)、網(wǎng)站系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。專業(yè)提供云主機(jī)、虛擬主機(jī)、域名注冊(cè)、VPS主機(jī)、云服務(wù)器、香港云服務(wù)器、免備案服務(wù)器等。
分享文章：Linux中進(jìn)程如何創(chuàng)建線程(linux進(jìn)程中創(chuàng)建線程)
文章起源：http://www.dlmjj.cn/article/dpdiojh.html
