理解线程 ID 和 LWP

2024-08-24 03:28
文章标签 线程 理解 id lwp

本文主要是介绍理解线程 ID 和 LWP,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

序言

 在不同的系统中,为了更好地管理用户可能会采取不同的编号。比如在学校的教务系统中,管理学生使用的是学号;但是在住宿系统中,为了更加方便的获取一个学生的寝室信息,可能会采取结合你是哪一栋,哪一层,哪一间,哪一个铺位号的信息来作为新的的编号。
 有很多在我们计算机系统体系的设定,其实利用生活的道理都能非常直观的解释。本篇文章的内容需要一些线程的前置知识,可以点击此处查看哦 点击跳转👈 。


1. 引出问题

 在 Linux 系统中,我们可以通过指令 ps -a 来查看当前用户下的启动程序的进程的 PID,同时我们在代码中使用函数 getpid() 函数也可以获取当前进程的 PID,举个栗子:

1 Test.cc                                                                                           X 1 #include <iostream>2 #include <unistd.h>3 4 // 一段非常简单的程序5 // 每隔两秒打印当前进程的PID6 7 int main()8 {9     while(true)10     {11         std::cout << "Hello, my pid is " << getpid() << "." << std::endl;12         sleep(2);13     }14 15     return 0;16 }

启动这个程序之后,我们再使用该指令来获取当前进程的信息:
在这里插入图片描述
可以很明显的看到,两者的 PID 是一样的。

 现在,我们来回忆一下线程的部分知识点:

  • 线程是进程中的一个实体,是 CPU 调度和分派的基本单位,它是 进程中的实际运作单位
  • Linux 系统上,并不存在真正意义上的线程‌,他的线程是通过 模拟进程来实现的,被称为 轻量级进程(LWP)

我们可以通过指令 ps -aL 查看当前用户下的线程消息,运行上段程序:

在这里插入图片描述
可以看到,当前程序我们并没有显示的创建副线程,但是还是存在相应线程信息,说明一个进程默认是有一个线程的(称为 主线程)。

 我们对上段程序进行一点改造,创建一个副线程执行其他任务:

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>void *thread_Func(void *arg)
{while(true){std::cout << "Hello, I am pthread_1, my tid is " << pthread_self() << "." << std::endl;sleep(2);}return nullptr;
}int main()
{pthread_t tid = 0;pthread_create(&tid, nullptr, thread_Func, nullptr);while(true){std::cout << "Hello, I am main pthread, my tid is " << pthread_self() << "." << std::endl;sleep(2);}pthread_join(tid, nullptr);return 0;
}

创建了一个父线程和主线程分别执行任务,现在再使用指令 ps -aL
在这里插入图片描述
通过打印出的结果,我们可以得出一下信息:

  • 主线程的 LWP 和该进程的 PID 是相同的
  • 一个进程包含的线程的 LWP 是连续的
  • 线程的 LWPTID 并不相同

 前面铺垫了这么多内容,终于是引出了疑问,我们进程使用指令和函数得出的 PID 是一个值,为什么线程的 LWP 和通过函数 pthread_self() 函数得出的值不一样呢?


2. 底层设计

2.1 LWP

LWP 轻量级进程 是在 Linux 系统下设计线程的方式,线程和进程一样也是需要管理的,所以为了更好地管理所有线程,系统存在一个结构体存储线程地相关信息,而 LWP 对应的值就是该线程对应结构体唯一的标识符。

2.2 TID

 那 TID 又代表什么呢?TID 代表一个地址!
 首先我们需要了解,Linux 的线程又叫做 轻量级进程,所以所维护的线程信息都是针对进程的角度,所以光靠这些信息是不够维护一个线程的。
 但是大家不要忘记我们使用了一个库 POSIX 线程库,该库除了为我们提供相关的线程使用方法,还帮我们维护线程所特有的属性(线程栈,线程局部存储等等)。
 现在深入内容之前,我们有必要简单回顾一下加载动态库到进程地址空间:

  1. 当程序使用到一个动态库时,会先查看他是否已经被加载到内存中了,如果没有,则先会加载到内存中
  2. 其次,会将该库映射到进程地址空间的共享区上,通过页表建立虚拟地址和物理地址的映射关系
  3. 最后,我们就可以调用共享库的函数了

当我们使用库函数 pthread_create() 创建一个线程时:
在这里插入图片描述
会在该库所在的区域为我们申请一个内存块,该块中存放对应线程的信息数据,该函数不是有一个返回型参数 tid 吗,该参数就是 线程对应内存块的地址!所以,我们可以使用该 TID 来控制对应线程!


3. 解决问题

 所以,通过基本了解了底层的情况,现在我们在来回答这个问题,LWP 是线程在内核中的结构,他被视为一个轻量级进程;TID 是线程在库中的结构,他包含线程所特有的数据和属性。


4. 总结

 在这篇文章中介绍了线程 IDLWP,以及造成不同的原因,以及底层细节,希望大家有所收获。

这篇关于理解线程 ID 和 LWP的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1101313

相关文章

认识、理解、分类——acm之搜索

普通搜索方法有两种:1、广度优先搜索;2、深度优先搜索; 更多搜索方法: 3、双向广度优先搜索; 4、启发式搜索(包括A*算法等); 搜索通常会用到的知识点:状态压缩(位压缩,利用hash思想压缩)。

【生成模型系列(初级)】嵌入(Embedding)方程——自然语言处理的数学灵魂【通俗理解】

【通俗理解】嵌入(Embedding)方程——自然语言处理的数学灵魂 关键词提炼 #嵌入方程 #自然语言处理 #词向量 #机器学习 #神经网络 #向量空间模型 #Siri #Google翻译 #AlexNet 第一节:嵌入方程的类比与核心概念【尽可能通俗】 嵌入方程可以被看作是自然语言处理中的“翻译机”,它将文本中的单词或短语转换成计算机能够理解的数学形式,即向量。 正如翻译机将一种语言

【C++高阶】C++类型转换全攻略:深入理解并高效应用

📝个人主页🌹:Eternity._ ⏩收录专栏⏪:C++ “ 登神长阶 ” 🤡往期回顾🤡:C++ 智能指针 🌹🌹期待您的关注 🌹🌹 ❀C++的类型转换 📒1. C语言中的类型转换📚2. C++强制类型转换⛰️static_cast🌞reinterpret_cast⭐const_cast🍁dynamic_cast 📜3. C++强制类型转换的原因📝

深入理解RxJava:响应式编程的现代方式

在当今的软件开发世界中,异步编程和事件驱动的架构变得越来越重要。RxJava,作为响应式编程(Reactive Programming)的一个流行库,为Java和Android开发者提供了一种强大的方式来处理异步任务和事件流。本文将深入探讨RxJava的核心概念、优势以及如何在实际项目中应用它。 文章目录 💯 什么是RxJava?💯 响应式编程的优势💯 RxJava的核心概念

如何通俗理解注意力机制?

1、注意力机制(Attention Mechanism)是机器学习和深度学习中一种模拟人类注意力的方法,用于提高模型在处理大量信息时的效率和效果。通俗地理解,它就像是在一堆信息中找到最重要的部分,把注意力集中在这些关键点上,从而更好地完成任务。以下是几个简单的比喻来帮助理解注意力机制: 2、寻找重点:想象一下,你在阅读一篇文章的时候,有些段落特别重要,你会特别注意这些段落,反复阅读,而对其他部分

深入理解数据库的 4NF:多值依赖与消除数据异常

在数据库设计中, "范式" 是一个常常被提到的重要概念。许多初学者在学习数据库设计时,经常听到第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)以及 BCNF(Boyce-Codd范式)。这些范式都旨在通过消除数据冗余和异常来优化数据库结构。然而,当我们谈到 4NF(第四范式)时,事情变得更加复杂。本文将带你深入了解 多值依赖 和 4NF,帮助你在数据库设计中消除更高级别的异常。 什么是

线程的四种操作

所属专栏:Java学习        1. 线程的开启 start和run的区别: run:描述了线程要执行的任务,也可以称为线程的入口 start:调用系统函数,真正的在系统内核中创建线程(创建PCB,加入到链表中),此处的start会根据不同的系统,分别调用不同的api,创建好之后的线程,再单独去执行run(所以说,start的本质是调用系统api,系统的api

分布式系统的个人理解小结

分布式系统:分的微小服务,以小而独立的业务为单位,形成子系统。 然后分布式系统中需要有统一的调用,形成大的聚合服务。 同时,微服务群,需要有交流(通讯,注册中心,同步,异步),有管理(监控,调度)。 对外服务,需要有控制的对外开发,安全网关。

Java IO 操作——个人理解

之前一直Java的IO操作一知半解。今天看到一个便文章觉得很有道理( 原文章),记录一下。 首先,理解Java的IO操作到底操作的什么内容,过程又是怎么样子。          数据来源的操作: 来源有文件,网络数据。使用File类和Sockets等。这里操作的是数据本身,1,0结构。    File file = new File("path");   字

理解java虚拟机内存收集

学习《深入理解Java虚拟机》时个人的理解笔记 1、为什么要去了解垃圾收集和内存回收技术? 当需要排查各种内存溢出、内存泄漏问题时,当垃圾收集成为系统达到更高并发量的瓶颈时,我们就必须对这些“自动化”的技术实施必要的监控和调节。 2、“哲学三问”内存收集 what?when?how? 那些内存需要回收?什么时候回收?如何回收? 这是一个整体的问题,确定了什么状态的内存可以