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Linux線程屬性總結(jié)

分類：?Linux 2012-08-08 11:05? 3657人閱讀? 評論(2)? 收藏? 舉報 linux thread solaris concurrency system 多線程

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線程屬性標識符：pthread_attr_t 包含在 pthread.h 頭文件中。

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//線程屬性結(jié)構(gòu)如下：??

typedef?struct??

{??

????int???????????????????etachstate;??????//線程的分離狀態(tài)??

????int???????????????????schedpolicy;?????//線程調(diào)度策略??

????structsched_param?????schedparam;??????//線程的調(diào)度參數(shù)??

????int???????????????????inheritsched;????//線程的繼承性??

????int???????????????????scope;???????????//線程的作用域??

????size_t????????????????guardsize;???????//線程棧末尾的警戒緩沖區(qū)大小??

????int???????????????????stackaddr_set;???//線程的棧設(shè)置??

????void*?????????????????stackaddr;???????//線程棧的位置??

????size_t????????????????stacksize;???????//線程棧的大小??

}pthread_attr_t;??

屬性值不能直接設(shè)置，須使用相關(guān)函數(shù)進行操作，初始化的函數(shù)為pthread_attr_init，這個函數(shù)必須在pthread_create函數(shù)之前調(diào)用。之后須用pthread_attr_destroy函數(shù)來釋放資源。線程屬性主要包括如下屬性：作用域（scope）、棧尺寸（stack size）、棧地址（stack address）、優(yōu)先級（priority）、分離的狀態(tài)（detached state）、調(diào)度策略和參數(shù)（scheduling policy and parameters）。默認的屬性為非綁定、非分離、缺省1M的堆棧、與父進程同樣級別的優(yōu)先級。

一、線程的作用域（scope）

作用域?qū)傩悦枋鎏囟ň€程將與哪些線程競爭資源。線程可以在兩種競爭域內(nèi)競爭資源：

進程域（process scope）：與同一進程內(nèi)的其他線程。

系統(tǒng)域（system scope）：與系統(tǒng)中的所有線程。一個具有系統(tǒng)域的線程將與整個系統(tǒng)中所有具有系統(tǒng)域的線程按照優(yōu)先級競爭處理器資源，進行調(diào)度。

Solaris系統(tǒng)，實際上，從 Solaris 9 發(fā)行版開始，系統(tǒng)就不再區(qū)分這兩個范圍。

二、線程的綁定狀態(tài)（binding state）

輕進程（LWP：Light Weight Process）關(guān)于線程的綁定，牽涉到另外一個概念：輕進程（LWP：Light Weight Process）：輕進程可以理解為內(nèi)核線程，它位于用戶層和系統(tǒng)層之間。系統(tǒng)對線程資源的分配、對線程的控制是通過輕進程來實現(xiàn)的，一個輕進程可以控制一個或多個線程。

非綁定狀態(tài)
默認狀況下，啟動多少輕進程、哪些輕進程來控制哪些線程是由系統(tǒng)來控制的，這種狀況即稱為非綁定的。

綁定狀態(tài)
綁定狀況下，則顧名思義，即某個線程固定的"綁"在一個輕進程之上。被綁定的線程具有較高的響應(yīng)速度，這是因為CPU時間片的調(diào)度是面向輕進程的，綁定的線程可以保證在需要的時候它總有一個輕進程可用。通過設(shè)置被綁定的輕進程的優(yōu)先級和調(diào)度級可以使得綁定的線程滿足諸如實時反應(yīng)之類的要求。

三、線程的分離狀態(tài)（detached state）

線程的分離狀態(tài)決定一個線程以什么樣的方式來終止自己。

非分離狀態(tài)
線程的默認屬性是非分離狀態(tài)，這種情況下，原有的線程等待創(chuàng)建的線程結(jié)束。只有當pthread_join()函數(shù)返回時，創(chuàng)建的線程才算終止，才能釋放自己占用的系統(tǒng)資源。

分離狀態(tài)
分離線程沒有被其他的線程所等待，自己運行結(jié)束了，線程也就終止了，馬上釋放系統(tǒng)資源。應(yīng)該根據(jù)自己的需要，選擇適當?shù)姆蛛x狀態(tài)。

線程分離狀態(tài)的函數(shù)：pthread_attr_setdetachstate（pthread_attr_t *attr, int detachstate）。
第二個參數(shù)可選為PTHREAD_CREATE_DETACHED（分離線程）和 PTHREAD _CREATE_JOINABLE（非分離線程）。
這里要注意的一點是，如果設(shè)置一個線程為分離線程，而這個線程運行又非常快，它很可能在pthread_create函數(shù)返回之前就終止了，它終止以后就可能將線程號和系統(tǒng)資源移交給其他的線程使用，這樣調(diào)用pthread_create的線程就得到了錯誤的線程號。要避免這種情況可以采取一定的同步措施，最簡單的方法之一是可以在被創(chuàng)建的線程里調(diào)用pthread_cond_timewait函數(shù)，讓這個線程等待一會兒，留出足夠的時間讓函數(shù)pthread_create返回。設(shè)置一段等待時間，是在多線程編程里常用的方法。但是注意不要使用諸如wait()之類的函數(shù)，它們是使整個進程睡眠，并不能解決線程同步的問題。

四、線程的優(yōu)先級（priority）

新線程的優(yōu)先級為默認為0。

新線程不繼承父線程調(diào)度優(yōu)先級(PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)

僅當調(diào)度策略為實時（即SCHED_RR或SCHED_FIFO）時才有效，并可以在運行時通過pthread_setschedparam()函數(shù)來改變，缺省為0。

五、線程的棧地址（stack address）

POSIX.1定義了兩個常量_POSIX_THREAD_ATTR_STACKADDR 和_POSIX_THREAD_ATTR_STACKSIZE檢測系統(tǒng)是否支持棧屬性。

也可以給sysconf函數(shù)傳遞_SC_THREAD_ATTR_STACKADDR或 _SC_THREAD_ATTR_STACKSIZE來進行檢測。

當進程棧地址空間不夠用時，指定新建線程使用由malloc分配的空間作為自己的棧空間。通過pthread_attr_setstackaddr和pthread_attr_getstackaddr兩個函數(shù)分別設(shè)置和獲取線程的棧地址。傳給pthread_attr_setstackaddr函數(shù)的地址是緩沖區(qū)的低地址（不一定是棧的開始地址，棧可能從高地址往低地址增長）。

六、線程的棧大小（stack size）

當系統(tǒng)中有很多線程時，可能需要減小每個線程棧的默認大小，防止進程的地址空間不夠用

當線程調(diào)用的函數(shù)會分配很大的局部變量或者函數(shù)調(diào)用層次很深時，可能需要增大線程棧的默認大小。

函數(shù)pthread_attr_getstacksize和 pthread_attr_setstacksize提供設(shè)置。

七、線程的棧保護區(qū)大小（stack guard size）

在線程棧頂留出一段空間，防止棧溢出。

當棧指針進入這段保護區(qū)時，系統(tǒng)會發(fā)出錯誤，通常是發(fā)送信號給線程。

該屬性默認值是PAGESIZE大小，該屬性被設(shè)置時，系統(tǒng)會自動將該屬性大小補齊為頁大小的整數(shù)倍。

當改變棧地址屬性時，棧保護區(qū)大小通常清零。

八、線程的調(diào)度策略（schedpolicy）

POSIX標準指定了三種調(diào)度策略：先入先出策略 (SCHED_FIFO)、循環(huán)策略 (SCHED_RR) 和自定義策略 (SCHED_OTHER)。SCHED_FIFO 是基于隊列的調(diào)度程序，對于每個優(yōu)先級都會使用不同的隊列。SCHED_RR 與 FIFO 相似，不同的是前者的每個線程都有一個執(zhí)行時間配額。SCHED_FIFO 和 SCHED_RR 是對 POSIX Realtime 的擴展。SCHED_OTHER 是缺省的調(diào)度策略。

新線程默認使用 SCHED_OTHER 調(diào)度策略。線程一旦開始運行，直到被搶占或者直到線程阻塞或停止為止。

SCHED_FIFO
如果調(diào)用進程具有有效的用戶 ID 0，則爭用范圍為系統(tǒng) (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM) 的先入先出線程屬于實時 (RT) 調(diào)度類。如果這些線程未被優(yōu)先級更高的線程搶占，則會繼續(xù)處理該線程，直到該線程放棄或阻塞為止。對于具有進程爭用范圍 (PTHREAD_SCOPE_PROCESS)) 的線程或其調(diào)用進程沒有有效用戶 ID 0 的線程，請使用 SCHED_FIFO，SCHED_FIFO 基于 TS 調(diào)度類。

SCHED_RR
如果調(diào)用進程具有有效的用戶 ID 0，則爭用范圍為系統(tǒng) (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM)) 的循環(huán)線程屬于實時 (RT) 調(diào)度類。如果這些線程未被優(yōu)先級更高的線程搶占，并且這些線程沒有放棄或阻塞，則在系統(tǒng)確定的時間段內(nèi)將一直執(zhí)行這些線程。對于具有進程爭用范圍 (PTHREAD_SCOPE_PROCESS) 的線程，請使用 SCHED_RR(基于 TS 調(diào)度類)。此外，這些線程的調(diào)用進程沒有有效的用戶 ID 0。

九、線程并行級別（concurrency）

應(yīng)用程序使用 pthread_setconcurrency() 通知系統(tǒng)其所需的并發(fā)級別。

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總結(jié)

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