Linux 线程实现机制分析

日期：2008年2月24日作者：查看:[大字体中字体小字体]

不论哪种组织方式，线程描述结构总是位于栈顶紧邻堆栈的位置。

4.线程id和进程id

每个LinuxThreads线程都同时具有线程id和进程id，其中进程id就是内核所维护的进程号，而线程id则由LinuxThreads分配和维护。__pthread_initial_thread 的线程id为PTHREAD_THREADS_MAX，__pthread_manager_thread的是 2*PTHREAD_THREADS_MAX+1，第一个用户线程的线程id为PTHREAD_THREADS_MAX+2，此后第n个用户线程的线程 id遵循以下公式

tid=n*PTHREAD_THREADS_MAX+n+1这种分配方式保证了进程中所有的线程（包括已经退出）都不会有相同的线程id，而线程id的类型pthread_t定义为无符号长整型（unsigned long int），也保证了有理由的运行时间内线程id不会重复。

从线程id查找线程数据结构是在pthread_handle()函数中完成的，实际上只是将线程号按PTHREAD_THREADS_MAX取模，得到的就是该线程在__pthread_handles中的索引。

5.线程的创建

在pthread_create ()向管理线程发送REQ_CREATE请求之后，管理线程即调用pthread_handle_create()创建新线程。分配栈、设置thread 属性后，以pthread_start_thread()为函数入口调用__clone()创建并启动新线程。pthread_start_thread ()读取自身的进程id号存入线程描述结构中，并根据其中记录的调度方法配置调度。一切准备就绪后，再调用真正的线程执行函数，并在此函数返回后调用 pthread_exit()清理现常

6.LinuxThreads的不足

由于Linux内核的限制以及实现难度等等原因，LinuxThreads并不是完全POSIX兼容的，在它的发行README中有说明。

1)进程id问题

这个不足是最关键的不足，引起的原因牵涉到LinuxThreads的"一对一"模型。

Linux 内核并不支持真正意义上的线程，LinuxThreads是用与普通进程具有同样内核调度视图的轻量级进程来实现线程支持的。这些轻量级进程拥有独立的进程id，在进程调度、信号处理、IO等方面享有与普通进程一样的能力。在源码阅读者看来，就是Linux内核的clone()没有实现对 CLONE_PID参数的支持。

在内核do_fork()中对CLONE_PID的处理是这样的：

if (clone_flags & CLONE_PID) {
                if (current->pid)
                        goto fork_out;
        }
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