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詳解Linux獲取線程的PID(TID、LWP)的幾種方式

←手機掃碼閱讀     sl_ivan @ 2020-05-12 , reply:0

在 Linux C/C++ 中通常是通過 pthread 庫進行線程級別的操作。
在 pthread 庫中有函數:
pthread_t pthread_self(void);
它返回一個 pthread_t 類型的變量,指代的是調用 pthread_self 函數的線程的 “ID”。
怎麼理解這個“ID”呢?
這個“ID”是 pthread 庫給每個線程定義的進程內唯一標識,是 pthread 庫維持的。
由於每個進程有自己獨立的內存空間,故此“ID”的作用域是進程級而非系統級(內核不認識)。
其實 pthread 庫也是通過內核提供的系統調用(例如clone)來創建線程的,而內核會為每個線程創建系統全局唯一的“ID”來唯一標識這個線程。
這個系統全局唯一的“ID”叫做線程PID(進程ID),或叫做TID(線程ID),也有叫做LWP(輕量級進程=線程)的。
如何查看線程在內核的系統全局唯一“ID”呢?大體分為以下幾種方式。
測試代碼:
main.c
#define _GNU_SOURCE #include

#include#include#include#includevoid *start_routine(void *arg) { char msg[32] = ""; snprintf(msg, sizeof(msg)-1, "thd%d: i am thd%d
", *((int *)arg), *((int *)arg)); while (1) { write(1, msg, strlen(msg)); sleep(1); } } int main() { int th1 = 1; pthread_t tid1; pthread_create(&tid1, NULL, start_routine, &th1); int th2 = 2; pthread_t tid2; pthread_create(&tid2, NULL, start_routine, &th2); int th3 = 3; pthread_t tid3; pthread_create(&tid3, NULL, start_routine, &th3); const char *msg = "main: i am main
"; while (1) { write(1, msg, strlen(msg)); sleep(1); } return 0; }
在主線程中通過 pthread 庫創建三個線程,不斷輸出 “i am xxx” 的信息。
運行輸出:
[[email protected] 20190227]$ gcc -o main main.c -lpthread
[[email protected] 20190227]$ ./main
main: i am main
thd2: i am thd2
thd3: i am thd3
thd1: i am thd1
thd2: i am thd2
……
方法一:ps -Lf $pid
[[email protected] ~]$ ps -Lf 11029 UID PID PPID LWP C NLWP STIME TTY STAT TIME CMD test1280 11029 9374 11029 0 4 10:58 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11029 9374 11030 0 4 10:58 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11029 9374 11031 0 4 10:58 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11029 9374 11032 0 4 10:58 pts/0 Sl+ 0:00 ./main
11209是待觀察的進程的PID。
輸出中可見此進程包含4個線程,他們的PID都是11209,PPID都是9374,其中LWP即我們要找的線程ID。
我們注意到有一個線程的LWP同進程的PID一致,那個線程就是主線程。
-L Show threads, possibly with LWP and NLWP columns -f does full-format listing.
方法二:pstree -p $pid
[[email protected] ~]$ pstree -p 11029 main(11029)─┬─{main}(11030) ├─{main}(11031) └─{main}(11032)
方法三:top -Hp $pid
[[email protected] ~]$ top -Hp 11029
在top中指定了進程PID,輸出包含四個線程,通過PID字段可獲知每個線程的PID(TID/LWP)。
man top -H:Threads toggle Starts top with the last remembered 'H' state reversed. When this toggle is On, all individual threads will be displayed. Otherwise, top displays a summation of all threads in a process. -p:Monitor PIDs
方法四:ls -l /proc/$pid/task/
[[email protected] ~]$ ls -l /proc/11029/task/ total 0 dr-xr-xr-x. 6 test1280 test1280 0 Feb 27 10:58 11029 dr-xr-xr-x. 6 test1280 test1280 0 Feb 27 10:58 11030 dr-xr-xr-x. 6 test1280 test1280 0 Feb 27 10:58 11031 dr-xr-xr-x. 6 test1280 test1280 0 Feb 27 10:58 11032
方法五:pidstat -t -p $pid
[[email protected] ~]$ pidstat -t -p 11029 Linux 2.6.32-642.el6.x86_64 (localhost.localdomain) 02/27/2019 _x86_64_ (4 CPU) 11:20:39 AM TGID TID %usr %system %guest %CPU CPU Command 11:20:39 AM 11029 - 0.00 0.00 0.00 0.00 1 main 11:20:39 AM - 11029 0.00 0.00 0.00 0.00 1 |__main 11:20:39 AM - 11030 0.00 0.00 0.00 0.00 1 |__main 11:20:39 AM - 11031 0.00 0.00 0.00 0.00 0 |__main 11:20:39 AM - 11032 0.00 0.00 0.00 0.00 3 |__main
TGID是線程組ID,主線程的TID等同於主線程的線程組ID等同於主線程所在進程的進程ID。
man pidstat -t Also display statistics for threads associated with selected tasks. This option adds the following values to the reports: TGID:The identification number of the thread group leader. TID:The identification number of the thread being monitored.
方法六:源碼級獲取
main.c
#define _GNU_SOURCE #include#include#include#include#include#include#includepid_t gettid() { return syscall(SYS_gettid); } void *start_routine(void *arg) { pid_t pid = gettid(); pthread_t tid = pthread_self(); printf("thd%d: pid=%d, tid=%lu
", *((int *)arg), pid, tid); char msg[32] = ""; snprintf(msg, sizeof(msg)-1, "thd%d: i am thd%d
", *((int *)arg), *((int *)arg)); while (1) { write(1, msg, strlen(msg)); sleep(1); } } int main() { pid_t pid = gettid(); pthread_t tid = pthread_self(); printf("main: pid=%d, tid=%lu
", pid, tid); int th1 = 1; pthread_t tid1; pthread_create(&tid1, NULL, start_routine, &th1); int th2 = 2; pthread_t tid2; pthread_create(&tid2, NULL, start_routine, &th2); int th3 = 3; pthread_t tid3; pthread_create(&tid3, NULL, start_routine, &th3); const char *msg = "main: i am main
"; while (1) { write(1, msg, strlen(msg)); sleep(1); } return 0; }
syscall(SYS_gettid) 系統調用返回一個 pid_t 類型值,即線程在內核中的ID。
[[email protected] 20190227]$ gcc -o main main.c -lpthread [[email protected] 20190227]$ ./main main: pid=11278, tid=140429854775040 main: i am main thd3: pid=11281, tid=140429833787136 thd3: i am thd3 thd2: pid=11280, tid=140429844276992 thd2: i am thd2 thd1: pid=11279, tid=140429854766848 thd1: i am thd1 ……
線程的PID(TID、LWP)有什麼價值?
很多命令參數的 PID 實際指代內核中線程的ID,例如 taskset、strace 等命令。
例如 taskset 命令,可以將進程綁定到某個指定的CPU核心上。
如果進程是多線程模式,直接使用 taskset 將僅僅把主線程綁定,其他線程無法被綁定生效。
example:
# 將 11282 進程綁定到CPU第0核心 [[email protected] ~]$ ps -Lf 11282 UID PID PPID LWP C NLWP STIME TTY STAT TIME CMD test1280 11282 9374 11282 0 4 11:33 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11282 9374 11283 0 4 11:33 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11282 9374 11284 0 4 11:33 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11282 9374 11285 0 4 11:33 pts/0 Sl+ 0:00 ./main [[email protected] ~]$ taskset -pc 0 11282 pid 11282's current affinity list: 0-3 pid 11282's new affinity list: 0 # 查看其他線程是否真的綁定到CPU第0核心 [[email protected] ~]$ taskset -pc 11283 pid 11283's current affinity list: 0-3 [[email protected] ~]$ taskset -pc 11284 pid 11284's current affinity list: 0-3 [[email protected] ~]$ taskset -pc 11285 pid 11285's current affinity list: 0-3 [[email protected] ~]$ taskset -pc 11282 pid 11282's current affinity list: 0 # 此時實際只綁定主線程到CPU第0核心 # 將其他四個線程一併綁定到CPU第0核心 [[email protected] ~]$ taskset -pc 0 11283 pid 11283's current affinity list: 0-3 pid 11283's new affinity list: 0 [[email protected] ~]$ taskset -pc 0 11284 pid 11284's current affinity list: 0-3 pid 11284's new affinity list: 0 [[email protected] ~]$ taskset -pc 0 11285 pid 11285's current affinity list: 0-3 pid 11285's new affinity list: 0 # 此時,進程PID=11282的進程所有線程都將僅在CPU第0核心中運行
strace 同理,可以指定線程PID,追蹤某個線程執行的系統調用以及信號。

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http://coctec.com/docs/linux/show-post-234081.html