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原标题:理解Linux的进程,线程,PID,LWP,TID,TGIDwns9778

浏览次数:114 时间:2019-05-11

 

add by zhj: 下面是我对pid,tgid,ppid的个人理解

pidstat

pidstat -t [-p pid号] 可以打印出线程之间的关系。

 

这两者其实没有任何关系,因为tgid是可以自己来指定的,平时基本不用,不用管它。

参考

Linux进程与线程的区别

还有一个概念ppid,我没在这个结构体中找到,但操作系统肯定是会记录的,在Python中,通过os.get_ppid()就可以获取当前进程的父进程。tgid与ppid,

理解pid和lwp(tid)的示例程序

下面利用一个示例程序来进一步理解pid和lwp(tid),以及利用格式化的ps命令打印出各种ID。下面的程序在main函数中创建了2个子线程,加上main函数这个主线程,一共有3个线程。在3个线程中分别打印pthread id, pid和lwp(tid),来验证pid和lwp(tid)的关系。

 1 #include <unistd.h>
 2 #include <sys/syscall.h>
 3 #include <stdio.h>
 4 #include <pthread.h>
 5 
 6 #define gettidv1() syscall(__NR_gettid) // new form
 7 #define gettidv2() syscall(SYS_gettid)  // traditional form
 8 
 9 void *ThreadFunc1()
10 {
11         printf("the pthread_1 id is %ldn", pthread_self());
12         printf("the thread_1's Pid is %dn", getpid());
13         printf("The LWPID/tid of thread_1 is: %ldn", (long int)gettidv1());
14         pause();
15 
16         return 0;
17 }
18 
19 void *ThreadFunc2()
20 {
21         printf("the pthread_2 id is %ldn", pthread_self());
22         printf("the thread_2's Pid is %dn", getpid());
23         printf("The LWPID/tid of thread_2 is: %ldn", (long int)gettidv1());
24         pause();
25 
26         return 0;
27 }
28 
29 int main(int argc, char *argv[])
30 {
31         pid_t tid;
32         pthread_t pthread_id;
33 
34         printf("the master thread's pthread id is %ldn", pthread_self());
35         printf("the master thread's Pid is %dn", getpid());
36         printf("The LWPID of master thread is: %ldn", (long int)gettidv1());
37 
38         // 创建2个线程
39         pthread_create(&pthread_id, NULL, ThreadFunc2, NULL);
40         pthread_create(&pthread_id, NULL, ThreadFunc1, NULL);
41         pause();
42 
43         return 0;
44 }

注意编译的时候要利用-l指定library参数。

# gcc threadTest.c -o threadTest -l pthread

 

执行程序,结果如下:

# ./threadTest
the master thread's pthread id is 140154481125184
the master thread's Pid is 20992
The LWPID of master thread is: 20992
the pthread_1 id is 140154464352000
the thread_1's Pid is 20992
The LWPID/tid of thread_1 is: 20994
the pthread_2 id is 140154472744704
the thread_2's Pid is 20992
The LWPID/tid of thread_2 is: 20993

上述结果说明pthread id是pthread库提供的ID,在系统级别没有意义。pid都是线程组leader的进程ID,即20992。而lwp(tid)则是线程ID,分别是20993和20994。

 

同时利用ps来查看结果,注意ps默认只打印进程级别信息,需要用-L选项来查看线程基本信息。

# ps -eo pid,tid,lwp,tgid,pgrp,sid,tpgid,args -L | awk '{if(NR==1) print $0; if($8~/threadTest/) print $0}'
  PID   TID   LWP  TGID  PGRP   SID TPGID COMMAND
20992 20992 20992 20992 20992 30481 20992 ./threadTest
20992 20993 20993 20992 20992 30481 20992 ./threadTest
20992 20994 20994 20992 20992 30481 20992 ./threadTest

从上述结果中可以看到:

  • PID=TGID: 20992
  • TID=LWP: 20993 or 20994
  • 至于SID,30481是bash shell的进程ID。

 

对于ubuntu14.04操作系统,可以在/usr/src/linux-headers-4.4.0-31/include/linux/sched.h文件中看到进程控制块的结构体,如下

Linux用户态命令查看线程

进程的tgid字段,貌似可以随便指定,只要存在就行,另外在父进程中,可以为子进程设置进程组id,如果没有指定,它会继承父进程的进程组id。

在Linux的top和ps命令中,默认看到最多的是pid (process ID),也许你也能看到lwp (thread ID)和tgid (thread group ID for the thread group leader)等等,而在Linux库函数和系统调用里也许你注意到了pthread id和tid等等。还有更多的ID,比如pgrp (process group ID), sid (session ID for the session leader)和 tpgid (tty process group ID for the process group leader)。概念太多可能很晕,但是只要对Linux的进程和线程的基本概念有准确的理解,这些ID的含义都迎刃而解。下面将介绍进程和线程的核心概念,并以一个示例程序来验证这些ID之间的关系。

 

ps

ps的-L选项可以看到线程,通常能打印出LWP和NLWP相关信息。如下命令即可查看线程信息:

ps -eLf

 

2、pid与tid的用途

Linux中,每个进程有一个pid,类型pid_t,由getpid()取得。Linux下的POSIX线程也有一个id,类型pthread_t,由pthread_self()取得,该id由线程维护,其id空间是各个进程独立的(即不同进程中的线程可能有相同的id)。你可能知道,Linux中的POSIX线程库实现的线程其实也是一个进程(LWP),只是该进程与主进程(启动线程的进程)共享一些资源而已,比如代码段,数据段等。
  有时候我们可能需要知道线程的真实pid。比如进程P1要向另外一个进程P2中的某个线程发送信号时,既不能使用P2的pid,更不能使用线程的pthread id,而只能使用该线程的真实pid,称为tid。
  有一个函数gettid()可以得到tid,但glibc并没有实现该函数,只能通过Linux的系统调用syscall来获取。使用syscall得到tid只需一行代码,但为了加深各位看官的印象,简单提供下面场景。
  有一簇进程,其中一个进程中另外启了一个线程。各进程共享一个数据结构,由shared_ptr指明,其中保存有线程的tid。在各个进程的执行过程中,需要判断线程是否存在,若不存在则(重新)创建。
  首先,在线程函数的开始,需要将自己的tid保存至共享内存,

点击(此处)折叠或打开

  1. #include <sys/syscall.h>
  2. #include <sys/types.h>
  3. void*
  4. thread_func(void *args)
  5. {
  6.     //~ lock shared memory
  7.     shared_ptr->tid = syscall(SYS_gettid); //~ gettid()
  8.     //~ unlock shared memory
  9.     //~ other stuff
  10. }

  在各进程中判断进程是否存在,

点击(此处)折叠或打开

  1. //~ lock shared memory
  2. wns9778.com,pthread_t id;
  3. if (shared_ptr->tid == 0) { //~ tid is initialized to 0
  4.     pthread_create(&id, NULL, thread_func, NULL);
  5. } else if (shared_ptr->tid > 0) {
  6.     int ret = kill(shared_ptr->tid, 0); //~ send signal 0 to thread
  7.     if (ret != 0) { //~ thread already died
  8.         pthread_create(&id, NULL, thread_func, NULL);
  9.     }
  10. }
  11. //~ unlock shared memory

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