POSIX.1線程屬性及優先級設置

By zieckey

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線程的屬性由pthread_attr_t結構類型表示。

在使用pthread_attr_t之前，需要調用pthread_attr_init對其初始化。pthread_attr_init為pthread_attr_t結構里面的各個屬性設置默認值。程序可以修改這些值，定制線程的各個屬性。在使用完pthread_attr_t后，需要調用pthread_attr_destroy，完成一些清理工作。

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int pthread_attr_init ( pthread_attr_t *attr );

int pthread_attr_destroy ( pthread_attr_t *attr );

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無需了解pthread_attr_t的具體結構，POSIX.1指定了一系列方法獲取和設置pthread_attr_t結構里面的各個屬性。

(1)分離狀態(detached state)：若線程終止時，線程處于分離狀態，系統不保留線程終止的狀態。當不需要線程的終止狀態時，可以分離線程(調用pthread_detach 函數)。若在線程創建的時候，就已經知道以后不需要使用線程的終止狀態時，可以在線程創建屬性里面指定該狀態，那么線程一開始就處于分離狀態。通過下面兩個函數，設置和獲取線程的分離屬性。

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int pthread_attr_getdetachstate ( const pthread_attr_t *attr, int *state );

int pthread_attr_setdetachstate ( pthread_attr_t *attr, int state );

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該屬性的可選值有：PTHREAD_CREATE_DETACHED、PTHREAD_CREATE_JOINABLE。

(2)棧地址(stack address)：POSIX.1定義了兩個常量_POSIX_THREAD_ATTR_STACKADDR 和_POSIX_THREAD_ATTR_STACKSIZE檢測系統是否支持棧屬性。當然也可以給sysconf函數傳遞_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兩個函數分別設置和獲取線程的棧地址。傳給pthread_attr_setstackaddr函數的地址是緩沖區的低地址(不一定是棧的開始地址，棧可能從高地址往低地址增長)。

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int pthread_attr_getstackaddr ( const pthread_attr_t *attr, void **addr );

int pthread_attr_setstackaddr ( pthread_attr_t *attr, void *addr );

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(3)棧大小(stack size)：當系統中有很多線程時，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；當線程調用的函數會分配很大的局部變量或者函數調用層次很深時，可能需要增大線程棧的默認大小。函數pthread_attr_getstacksize和 pthread_attr_setstacksize被提供。

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int pthread_attr_getstacksize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *size );

int pthread_attr_setstacksize ( pthread_attr_t *attr, size_t size );

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函數pthread_attr_getstack和pthread_attr_setstack函數可以同時操作棧地址和棧大小兩個屬性：

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int pthread_attr_getstack ( const pthread_attr_t *attr, void **stackaddr, size_t *size );

int pthread_attr_setstack ( pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t size );

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(4)棧保護區大小(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時，系統會發出錯誤，通常是發送信號給線程。該屬性默認值是PAGESIZE大小，該屬性被設置時，系統會自動將該屬性大小補齊為頁大小的整數倍。當改變棧地址屬性時，棧保護區大小通常清零。

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int pthread_attr_getguardsize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *guardsize );

int pthread_attr_setguardsize ( pthread_attr_t *attr, size_t guardsize );

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(5)線程優先級(priority)：新線程的優先級為 0。

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int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *restrict attr, struct sched_param *restrict param);

int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *restrict attr, const struct sched_param *restrict param);

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(6)繼承父進程優先級(inheritsched)：新線程不繼承父線程調度優先級(PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)

(7)調度策略(schedpolicy)：新線程使用 SCHED_OTHER 調度策略。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。

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int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t* attr, int policy)

int pthread_attr_setschedparam (pthread_attr_t* attr, struct sched_param* param);

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(8)爭用范圍(scope)建立線程的爭用范圍(PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 或 PTHREAD_SCOPE_PROCESS)。使用 PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 時，此線程將與系統中的所有線程進行競爭。使用 PTHREAD_SCOPE_PROCESS 時，此線程將與進程中的其他線程進行競爭。這個又叫綁定狀態，PTHREAD_SCOPE_SYSTEM(綁定的)和PTHREAD_SCOPE_PROCESS(非綁定的)。具有不同范圍狀態的線程可以在同一個系統甚至同一個進程中共存。進程范圍只允許這種線程與同一進程中的其他線程爭用資源，而系統范圍則允許此類線程與系統內的其他所有線程爭用資源。對于Solaris系統，實際上，從 Solaris 9 發行版開始，系統就不再區分這兩個范圍。

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int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *restrict attr, int *restrict contentionscope);

int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr, int contentionscope);

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(9)線程并行級別(concurrency)應用程序使用 pthread_setconcurrency() 通知系統其所需的并發級別。

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int pthread_getconcurrency(void);

int pthread_setconcurrency(int new_level);

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POSIX標準指定了三種調度策略：先入先出策略 (SCHED_FIFO)、循環策略 (SCHED_RR) 和自定義策略 (SCHED_OTHER)。SCHED_FIFO 是基于隊列的調度程序，對于每個優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行時間配額。

SCHED_FIFO 和 SCHED_RR 是對 POSIX Realtime 的擴展。SCHED_OTHER 是缺省的調度策略。

POSIX標準指定了三種調度策略：先入先出策略 (SCHED_FIFO)、循環策略 (SCHED_RR) 和自定義策略 (SCHED_OTHER)。SCHED_FIFO 是基于隊列的調度程序，對于每個優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行時間配額。

SCHED_FIFO

如果調用進程具有有效的用戶 ID 0，則爭用范圍為系統 (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM) 的先入先出線程屬于實時 (RT) 調度類。如果這些線程未被優先級更高的線程搶占，則會繼續處理該線程，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 調度類。

SCHED_RR

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

例：創建優先級為50的線程。

pthread_attr_t attr;

struct sched_param param;

pthread_attr_init(&attr);

pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_RR);

param.sched_priority = 50;

pthread_attr_setschedparam(&attr, &param);

pthread_create(&threadid, &attr, &threadfunc, NULL);

pthread_attr_destroy(&attr);

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總結

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