Linux进程与线程的比较_linux线程与进程的比值-优快云博客

进程与线程的关系

在Linux 2.6以后，系统使用了一种新的pthread线程库NPTL(Native POSIX Threading Library)，但其实系统底层依旧使用轻量级进程（LWP）来实现线程这一机制，所以线程与进程的关系颇为繁杂。
首先要明确的是，某一进程中的所有线程共用同一“进程id”（pid）。但为了管理不同线程对系统资源的使用，这里引入了一个“线程组编号”（tgid）的概念。其中，“主线程”的tgid即为该进程的pid。
举个例子，系统中运行着一个由两个线程组成的进程sockcli3，首先使用ps指令查看其pid：

➜ ~ ps -e | grep sockcli3
2631 pts/19 00:00:00 sockcli3

此处只显示了进程pid。然后，使用ps指令的-L参数进一步查看其线程组id：

➜ ~ ps -L 2631
PID LWP TTY STAT TIME COMMAND
2631 2631 pts/19 Sl+ 0:00 /home/ljy/build-sockcli3-unknown-Debug/sockcli3
2631 2701 pts/19 Sl+ 0:00 /home/ljy/build-sockcli3-unknown-Debug/sockcli3

可以看到，此处两线程tgid（LWP一栏）不同，pid相同，其中主线程的pid与tgid一致。

进程、线程与信号

为了区分“发送给进程的信号”和“发送给线程的信号”, task_struct里面维护了两套signal_pending，一套是线程组共享的，一套是线程独有的。通过kill发送的信号被放在线程组共享的signal_pending中, 可以由任意一个线程来处理；通过pthread_kill发送的信号，被放在线程独有的signal_pending中，只能由指定线程来处理。

进程、线程的系统接口

进程和线程的系统接口颇为相似，总结如下，摘自《Unix环境高级编程》

进程原语	线程原语	描述
fork	pthread_create	创建新的控制流
exit	pthread_exit	从现有的控制流中退出
waitpid	pthrread_join	从控制流中得到退出状态
atexit	pthrread_cancel_push	注册在退出控制时调用的函数
getpid	pthrread_self	获取控制流的ID
abort	pthrread_cancel	从控制流中得到退出状态

进程、线程的终止

需要注意的是，不管是子进程/线程的外部使用了abort/pthread_cancel，还是内部使用了exit/pthread_exit/return ，操作系统依旧保留了控制流所占用的内存堆栈。毕竟父进程/主线程还需要异步处理子进程/子线程的返回值。
如果没有在控制流终止后回收其资源，会出现内存泄漏的情况。在程序长时间运行的情况下，整个程序占用的内存会持续增长。
当程序逻辑繁杂时，内存泄漏问题不易排查，毕竟编译器不会对这种问题给出提示。这时可以借助内存检查工具valgrind。
检查内存泄漏的常用语法为：

valgrind –tool=memcheck –leak-check=full ./your_program

若存在线程资源未回收的情况，会有类似如下的提示：

==9129== 288 bytes in 1 blocks are possibly lost in loss record 2 of 4
==9129== at 0x4C2FB55: calloc (vg_replace_malloc.c:711)
==9129== by 0x40138A4: allocate_dtv (dl-tls.c:322)
==9129== by 0x40138A4: _dl_allocate_tls (dl-tls.c:539)
==9129== by 0x4E4226E: allocate_stack (allocatestack.c:588)
==9129== by 0x4E4226E: pthread_create@@GLIBC_2.2.5 (pthread_create.c:539)
==9129== by 0x401DCE: MainThd::MainThd() (mainthd.cpp:16)
==9129== by 0x401B9F: main (main.cpp:5)

valgrind 会提示泄漏内存段在曾由那段代码申请，这有助于排查问题。
若觉得手动回收子控制流颇为繁琐（毕竟这涉及了同步问题），且不关心子控制流的返回值，可将线程/进程从主线程/父进程分离。此时，当子控制流结束时，主控制流不会以阻塞状态等待其完成资源回收，而是交由操作系统全权负责。
对于线程，pthread库中有如下接口：

   #include <pthread.h>
   int pthread_detach(pthread_t thread);
   int pthread_attr_setdetachstate (pthread_attr_t *__attr,
                                    int __detachstate)

至于进程，POSIX.1-2001允许将SIGCHLD的信号处理函数设置为SIG_IGN，这时子进程退出的时候将不会进入僵尸状态，并且它所占用的系统资源将被操作系统自动回收。即在该进程中绑定两信号：