LWP 轻量级线程的意义与实现
转子 http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/l-thread/
二.Linux 2.4内核中的轻量进程实现
最初的进程定义都包含程序、资源及其执行三部分,其中程序通常指代码,资源在操作系统层面上通常包括内存资源、IO资源、信号处理等部分,而程序的执行通常理解为执行上下文,包括对cpu的占用,后来发展为线程。在线程概念出现以前,为了减小进程切换的开销,操作系统设计者逐渐修正进程的概念,逐渐允许将进程所占有的资源从其主体剥离出来,允许某些进程共享一部分资源,例如文件、信号,数据内存,甚至代码,这就发展出轻量进程的概念。Linux内核在2.0.x版本就已经实现了轻量进程,应用程序可以通过一个统一的clone()系统调用接口,用不同的参数指定创建轻量进程还是普通进程。在内核中,clone()调用经过参数传递和解释后会调用do_fork(),这个核内函数同时也是fork()、vfork()系统调用的最终实现:
<linux-2.4.20/kernel/fork.c>
int do_fork(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
struct pt_regs *regs, unsigned long stack_size)
其中的clone_flags取自以下宏的"或"值:
<linux-2.4.20/include/linux/sched.h>
#define CSIGNAL 0x000000ff
/* signal mask to be sent at exit */
#define CLONE_VM 0x00000100
/* set if VM shared between processes */
#define CLONE_FS 0x00000200
/* set if fs info shared between processes */
#define CLONE_FILES 0x00000400
/* set if open files shared between processes */
#define CLONE_SIGHAND 0x00000800
/* set if signal handlers and blocked signals shared */
#define CLONE_PID 0x00001000
/* set if pid shared */
#define CLONE_PTRACE 0x00002000
/* set if we want to let tracing continue on the child too */
#define CLONE_VFORK 0x00004000
/* set if the parent wants the child to wake it up on mm_release */
#define CLONE_PARENT 0x00008000
/* set if we want to have the same parent as the cloner */
#define CLONE_THREAD 0x00010000
/* Same thread group? */
#define CLONE_NEWNS 0x00020000 /* New namespace group? */
#define CLONE_SIGNAL (CLONE_SIGHAND | CLONE_THREAD)
在do_fork()中,不同的clone_flags将导致不同的行为,对于LinuxThreads,它使用(CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND)参数来调用clone()创建"线程",表示共享内存、共享文件系统访问计数、共享文件描述符表,以及共享信号处理方式。本节就针对这几个参数,看看Linux内核是如何实现这些资源的共享的。
1.CLONE_VM
do_fork()需要调用copy_mm()来设置task_struct中的mm和active_mm项,这两个mm_struct数据与进程所关联的内存空间相对应。如果do_fork()时指定了CLONE_VM开关,copy_mm()将把新的task_struct中的mm和active_mm设置成与current的相同,同时提高该mm_struct的使用者数目(mm_struct::mm_users)。也就是说,轻量级进程没有独立的文件系统相关的信息,进程中任何一个线程改变当前目录、根目录等信息都将直接影响到其他线程。
3.CLONE_FILES
一个进程可能打开了一些文件,在进程结构task_struct中利用files(struct files_struct *)来保存进程打开的文件结构(struct file)信息,do_fork()中调用了copy_files()来处理这个进程属性;轻量级进程与父进程是共享该结构的,copy_files()时仅增加files->count计数。这一共享使得任何线程都能访问进程所维护的打开文件,对它们的操作会直接反映到进程中的其他线程。
4.CLONE_SIGHAND
每一个Linux进程都可以自行定义对信号的处理方式,在task_struct中的sig(struct signal_struct)中使用一个struct k_sigaction结构的数组来保存这个配置信息,do_fork()中的copy_sighand()负责复制该信息;轻量级进程不进行复制,而仅仅增加signal_struct::count计数,与父进程共享该结构。也就是说,子进程与父进程的信号处理方式完全相同,而且可以相互更改。
do_fork()中所做的工作很多,在此不详细描述。对于SMP系统,所有的进程fork出来后,都被分配到与父进程相同的cpu上,一直到该进程被调度时才会进行cpu选择。
尽管Linux支持轻量级进程,但并不能说它就支持核心级线程,因为Linux的"线程"和"进程"实际上处于一个调度层次,共享一个进程标识符空间,这种限制使得不可能在Linux上实现完全意义上的POSIX线程机制,因此众多的Linux线程库实现尝试都只能尽可能实现POSIX的绝大部分语义,并在功能上尽可能逼近。
LWP 轻量级线程的意义与实现的更多相关文章
- .NET 中的轻量级线程安全
对线程安全有要求的代码中,通常会使用锁(lock).自 .NET 诞生以来就有锁,然而从 .NET Framework 4.0 开始,又诞生了 6 个轻量级的线程安全方案:SpinLock, Spin ...
- go实例之轻量级线程goroutine、通道channel与select
1.goroutine线程 goroutine是一个轻量级的执行线程.假设有一个函数调用f(s),要在goroutine中调用此函数,请使用go f(s). 这个新的goroutine将与调用同时执行 ...
- Linux线程 之 线程 线程组 进程 轻量级进程(LWP)
Thread Local Storage,线程本地存储,大神Ulrich Drepper有篇PDF文档是讲TLS的,我曾经努力过三次尝试搞清楚TLS的原理,均没有彻底搞清楚.这一次是第三次,我沉浸gl ...
- 进程、线程、轻量级进程、协程与 go 的 goroutine【转载+整理】
本文内容 进程 线程 协程 Go 中的 goroutine 参考资料 最近,看一些文章,提到"协程"的概念,心想,进程,线程,协程,前两个很容易,任何一本关于操作系统的书都有说,开 ...
- 进程、线程、轻量级进程、协程和go中的Goroutine
进程.线程.轻量级进程.协程和go中的Goroutine 那些事儿电话面试被问到go的协程,曾经的军伟也问到过我协程.虽然用python时候在Eurasia和eventlet里了解过协程,但自己对协程 ...
- Linux下的进程类别(内核线程、轻量级进程和用户进程)--Linux进程的管理与调度(四)
本文中出现的,内核线程,轻量级进程,用户进程,用户线程等概念,如果不太熟悉, 可以参见 内核线程.轻量级进程.用户线程三种线程概念解惑(线程≠轻量级进程) Linux进程类别 虽然我们在区分Linux ...
- Go语言 进程、线程、轻量级进程、协程和go中的Goroutine 那些事儿
原文:http://www.cnblogs.com/shenguanpu/archive/2013/05/05/3060616.html 电话面试被问到go的协程,曾经的军伟也问到过我协程.虽然用py ...
- 进程、线程、轻量级进程、协程与 go 的 goroutine
本文内容 进程 线程 协程 Go 中的 goroutine 参考资料 最近,看一些文章,提到“协程”的概念,心想,进程,线程,协程,前两个很容易,任何一本关于操作系统的书都有说,开发时也经常用,但是协 ...
- Java的线程模型
并发不一定要依赖多线程(如PHP中很常见的多进程并发),但是在Java里面谈论并发,大多数都与线程脱不开关系. 线程是比进程更轻量级的调度执行单位,线程的引入,可以把一个进程的资源分配和执行调度分开, ...
随机推荐
- ace布置小作业: 制作一个简单的电话号码归属地查询软件:JSON解析和Volly发送get请求
大概就这个样子 用到JSON解析和Volly发送Get请求两个知识点 关于Volly的用法请看我的这篇: http://www.cnblogs.com/AceIsSunshineRain/p/5177 ...
- Python解析器源码加密系列之(二):一次使用标准c的FILE*访问内存块的尝试
摘要:由于近期打算修改Python解释器以实现pyc文件的加密/解密,出于保密的要求,解密之后的数据只能放在内存中,不能写入到文件中.但是后续的解析pyc文件的代码又只能接受FILE*作为入参,所以就 ...
- Ubuntu Navicat for MySQL安装以及破解方案
今天发现Navicat for MySQL有LINUX版本了哈, 开心的说,首先上官网上下载LINUX版本: http://www.navicat.com/download 1. 下载 navicat ...
- [CareerCup] 11.4 Sort the File 文件排序
11.4 Imagine you have a 20 GB file with one string per line. Explain how you would sort the file. 这道 ...
- iOS程序中调用系统自带应用(短信,邮件,浏览器,地图,appstore,拨打电话,iTunes,iBooks )
在网上找到了下在记录下来以后方便用 在程序中调用系统自带的应用,比如我进入程序的时候,希望直接调用safar来打开一个网页,下面是一个简单的使用:
- "互联网思维"背后的谎言
互联网公司/思维是什么鬼,说来惭愧上学的时候还因为知道www(World Wide Web)的中文名自豪了好久,之后在”高等学府“里学习软件工程,还愚蠢的以为自己步入了互联网之门. internet嘛 ...
- 对于RegExp反向引用的一点理解
置顶文章:<纯CSS打造银色MacBook Air(完整版)> 上一篇:<关于js的Array.prototype.slice.call> 作者主页:myvin 博主QQ:85 ...
- JavaScript并非“按值传递”
置顶文章:<纯CSS打造银色MacBook Air(完整版)> 上一篇:<拥Bootstrap入怀--模态框(modal)篇> 作者主页:myvin 博主QQ:85139910 ...
- IT男的”幸福”生活"系列暂停更新通知
首先谢谢博客园,这里给了我很多快乐.更给了大家一个学习的好地方. 在这几天更新过程中,看到了很多哥们的关注,在这里我谢谢你们,是你们给了我动力,是你们又一次给了我不一样的幸福. 在续5中我已回复了,博 ...
- 江湖恩仇录之PHP程序CPU高占用优化经历分享
故事起因 本故事根据真实故事书写,如有雷同绝非巧合.在开发过程中难免反复修改程序,面对突然起来的问题难免束手无策,有些人选择自我处理问题,也有人选择交流区域咨询,或许恰巧有人有类似的问题,刚好可以解决 ...