Linux线程属性及优先级设置分类

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#linux #thread #system #solaris #concurrency #struct

线程的属性由pthread_attr_t 结构类型表示。
在使用pthread_attr_t 之前，需要调用pthread_attr_init 对其初始化。pthread_attr_init 为
pthread_attr_t 结构里面的各个属性设置默认值。程序可以修改这些值，定制线程的各个属
性。在使用完pthread_attr_t 后，需要调用pthread_attr_destroy，完成一些清理工作。
[cpp]
int pthread_attr_init ( pthread_attr_t *attr );
int pthread_attr_destroy ( pthread_attr_t *attr );
[/cpp]
无需了解pthread_attr_t 的具体结构，POSIX.1 指定了一系列方法获取和设置
pthread_attr_t 结构里面的各个属性。
(1)分离状态（detached state）：若线程终止时，线程处于分离状态，系统不保留线程终
止的状态。当不需要线程的终止状态时，可以分离线程（调用pthread_detach 函数）。若在
线程创建的时候，就已经知道以后不需要使用线程的终止状态时，可以在线程创建属性里面
指定该状态，那么线程一开始就处于分离状态。通过下面两个函数，设置和获取线程的分离
属性。
[cpp]
int pthread_attr_getdetachstate ( const pthread_attr_t *attr, int *state );
int pthread_attr_setdetachstate ( pthread_attr_t *attr, int state );
[/cpp]
该属性的可选值有：PTHREAD_CREATE_DETACHED、
PTHREAD_CREATE_JOINABLE。
(2)栈地址（stack address）：POSIX.1 定义了两个常量
_POSIX_THREAD_ATTR_STACKADDR 和_POSIX_THREAD_ATTR_STACKSIZE 检测系统
是否支持栈属性。当然也可以给sysconf 函数传递_SC_THREAD_ATTR_STACKADDR 或
_SC_THREAD_ATTR_STACKSIZE 来进行检测。当进程栈地址空间不够用时，指定新建线
程使用由malloc 分配的空间作为自己的栈空间。通过pthread_attr_setstackaddr 和
pthread_attr_getstackaddr 两个函数分别设置和获取线程的栈地址。传给
pthread_attr_setstackaddr 函数的地址是缓冲区的低地址（不一定是栈的开始地址，栈可能从
高地址往低地址增长）。
[cpp]
int pthread_attr_getstackaddr ( const pthread_attr_t *attr, void **addr );
int pthread_attr_setstackaddr ( pthread_attr_t *attr, void *addr );
[/cpp]
(3)栈大小（stack size）：当系统中有很多线程时，可能需要减小每个线程栈的默认大
小，防止进程的地址空间不够用；当线程调用的函数会分配很大的局部变量或者函数调用层
次很深时，可能需要增大线程栈的默认大小。函数pthread_attr_getstacksize 和
pthread_attr_setstacksize 被提供。
[cpp]
int pthread_attr_getstacksize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *size );
int pthread_attr_setstacksize ( pthread_attr_t *attr, size_t size );
[/cpp]
函数pthread_attr_getstack 和pthread_attr_setstack 函数可以同时操作栈地址和栈大小两个
属性：
[cpp]
int pthread_attr_getstack ( const pthread_attr_t *attr, void **stackaddr, size_t *size );
int pthread_attr_setstack ( pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t size );
[/cpp]
(4)栈保护区大小（stack guard size）：在线程栈顶留出一段空间，防止栈溢出。当栈指
针进入这段保护区时，系统会发出错误，通常是发送信号给线程。该属性默认值是
PAGESIZE 大小，该属性被设置时，系统会自动将该属性大小补齐为页大小的整数倍。当改
变栈地址属性时，栈保护区大小通常清零。
[cpp]
int pthread_attr_getguardsize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *guardsize );
int pthread_attr_setguardsize ( pthread_attr_t *attr, size_t guardsize );
[/cpp]
(5)线程优先级（priority）：新线程的优先级为 0。
[cpp]
int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *restrict attr, struct sched_param *restrict
param);
int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *restrict attr, const struct sched_param *restrict
param);
[/cpp]
(6)继承父进程优先级（inheritsched）：新线程不继承父线程调度优先级
(PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)
(7)调度策略（schedpolicy）：新线程使用 SCHED_OTHER 调度策略。线程一旦开始运
行，直到被抢占或者直到线程阻塞或停止为止。
[cpp]
int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t* attr, int policy)
int pthread_attr_setschedparam (pthread_attr_t* attr, struct sched_param* param);
[/cpp]
(8)争用范围（scope）建立线程的争用范围（PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 或
PTHREAD_SCOPE_PROCESS）。使用 PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 时，此线程将与系统
中的所有线程进行竞争。使用 PTHREAD_SCOPE_PROCESS 时，此线程将与进程中的其他
线程进行竞争。这个又叫绑定状态，PTHREAD_SCOPE_SYSTEM（绑定的）和
PTHREAD_SCOPE_PROCESS（非绑定的）。具有不同范围状态的线程可以在同一个系统甚
至同一个进程中共存。进程范围只允许这种线程与同一进程中的其他线程争用资源，而系统
范围则允许此类线程与系统内的其他所有线程争用资源。对于Solaris 系统，实际上，从
Solaris 9 发行版开始，系统就不再区分这两个范围。
[cpp]
int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *restrict attr, int *restrict contentionscope);
int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr, int contentionscope);
[/cpp]
(9)线程并行级别（concurrency）应用程序使用 pthread_setconcurrency() 通知系统其所
需的并发级别。
[cpp]
int pthread_getconcurrency(void);
int pthread_setconcurrency(int new_level);
[/cpp]
POSIX 标准指定了三种调度策略：先入先出策略 (SCHED_FIFO)、循环策略 (SCHED_RR)
和自定义策略 (SCHED_OTHER)。SCHED_FIFO 是基于队列的调度程序，对于每个优先级
都会使用不同的队列。SCHED_RR 与 FIFO 相似，不同的是前者的每个线程都有一个执行
时间配额。
SCHED_FIFO 和 SCHED_RR 是对 POSIX Realtime 的扩展。SCHED_OTHER 是缺省的调
度策略。
POSIX 标准指定了三种调度策略：先入先出策略 (SCHED_FIFO)、循环策略
(SCHED_RR) 和自定义策略 (SCHED_OTHER)。SCHED_FIFO 是基于队列的调度程序，对
于每个优先级都会使用不同的队列。SCHED_RR 与 FIFO 相似，不同的是前者的每个线程
都有一个执行时间配额。
SCHED_FIFO
如果调用进程具有有效的用户 ID 0，则争用范围为系统 (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM) 的
先入先出线程属于实时 (RT) 调度类。如果这些线程未被优先级更高的线程抢占，则会继续
处理该线程，直到该线程放弃或阻塞为止。对于具有进程争用范围
(PTHREAD_SCOPE_PROCESS)) 的线程或其调用进程没有有效用户 ID 0 的线程，请使用
SCHED_FIFO。SCHED_FIFO 基于 TS 调度类。
SCHED_RR
如果调用进程具有有效的用户 ID 0，则争用范围为系统 (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM))
的循环线程属于实时 (RT) 调度类。如果这些线程未被优先级更高的线程抢占，并且这些线
程没有放弃或阻塞，则在系统确定的时间段内将一直执行这些线程。对于具有进程争用范围
(PTHREAD_SCOPE_PROCESS) 的线程，请使用 SCHED_RR（基于 TS 调度类）。此外，
这些线程的调用进程没有有效的用户 ID 0。
例：创建优先级为50 的线程。
pthread_attr_t attr;
struct sched_param param;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_RR);
param.sched_priority = 50;
pthread_attr_setschedparam(&attr, &param);
pthread_create(&threadid, &attr, &threadfunc, NULL);
pthread_attr_destroy(&attr);
Linux 线程优先级设置（内含C语言版线程创建、绑定CPU和优先级设置代码）
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07-02 1万+
参考链接： https://blog.youkuaiyun.com/wushuomin/article/details/80051295 //详细讲解pthread_create 函数 https://blog.youkuaiyun.com/heybeaman/article/details/90896663 //讲解pthread_join的使用 //线程优先级设定 1 线程创建 线程创建使用的函数接口为：pthread_create() 函数原型如下： #include <pthread.h> int pthrea
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进程是程序在计算机上的一次执行活动。当你运行一个程序，你就启动了一个进程。显然，程序是 死的(静态的)，进程是活的(动态的)。进程可以分为系统进程和用户进程。凡是用于完成操作系统的各种 功能的进程就是系统进程，它们就是处于运行状态下的操作系统本身；用户进程就是所有由你启动的进程。进程是操作系统进行资源分配的单位。 　　在Windows下，进程又被细化为线程，也就是一个进程下有多个能
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同一优先级的多个线程中，一旦某个抢占式线程获取CPU，除非被更高优先级线程抢占（比如在非实时线程中创建一个更高优先级的实时线程），或该线程主动让出CPU资源，否则该线程将会一直占用CPU（但总会分配一点资源给SCHED_OTHER非实时线程）。另外，需要注意的是，只有具有足够权限的用户才能设置较高的实时线程优先级。，轮询式调度（实时线程），实时循环，设置优先级1-99，以循环方式运行，每个线程都有一个时间片来执行任务，时间片耗尽后，该线程将被放入队列的末尾，而较低优先级的线程有机会执行。
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需要注意的是，只有具有足够特权的用户才能设置线程的优先级。另外，设置线程优先级需要谨慎，不当的设置可能会影响系统的稳定性和响应性。需要注意的是，如果要使用实时调度策略（如 SCHED_FIFO 和 SCHED_RR），则需要具有足够的特权或者需要将程序编译为实时程序。在程序运行时，你可以观察到设置了最高优先级的线程会先执行，然后才是默认优先级的线程。在这个示例中，我们创建了3个线程，并为其中奇数号线程设置了最高优先级。以下是一个简单的示例，演示了在 Linux C 中使用多个线程并设置不同优先级的过程。
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以上 API 都是针对线程属性操作的，所谓线程属性是类型为 pthread_attr_t 的 变量，设置一个线程的属性时，通过以上相关的函数接口，将需要的属性添加到该类型 变量里面，再通过 pthread_create( )的第二个参数来创建相应属性的线程。而在线程接受取消请求的情况下，如何停下来又取决于两种不同的响应取消请求的策略 ——延时响应和立即响应，当采取延时策略时，线程并不会立即退出，而是要遇到所谓的“取 消点”之后，才退出。而“取消点”，指的是一系列指定的函数。
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linux内核的三种调度方法： 1，SCHED_OTHER 分时调度策略， 2，SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务 3，SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转  RR调度和FIFO调度的进程属于实时进程，以分时调度的进程是非实时进程。 当实时进程准备就绪后，如果当前cpu正在运行非实时进程，则实时进程立即抢占非实时进程。 RR进程和FIFO进程都采用实时优先
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创建线程的顺序OTHER    RR-LOW-PRI    FIFO-LOW-PRI      RR-HIGH-PRI      FIFO-High-PRI RR-LOW-PRI    可以抢占  OTHER FIFO-LOW-PRI  可以抢占  RR-LOW-PRIRR-HIGH-PRI   可以抢占  FIFO-LOW-PRIFIFO-High-PRI  可以抢占  RR-HIGH-PRI ...
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01-13 1690
在Linux系统中，线程优先级是影响多线程应用程序性能和响应速度的关键因素之一。通过合理设置线程优先级，可以确保关键任务得到及时处理，同时避免低优先级任务过度占用系统资源。线程优先级是指操作系统根据一定的规则分配给每个线程的一个数值，用于决定该线程获得CPU时间的顺序和频率。一般来说，优先级越高，线程越有可能被调度执行。相反，优先级较低的线程则需要等待高优先级线程完成之后才能获得CPU时间。然而，这并不意味着低优先级线程永远不会被执行，而是它们的执行机会相对较少。
linux 下设置线程优先级
zhangji
09-12 6832
linux 下设置线程优先级 原文链接：http://www.cnblogs.com/xiaotlili/p/3510224.html root@ubuntu:tmp# cat test2.c #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h>...
Linux下 线程优先级 和 线程调度策略 设置
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05-18 987
原文:http://soft.chinabyte.com/os/233/11685733.shtml 线程的属性由pthread_attr_t结构类型表示。 　　在使用pthread_attr_t之前，需要调用pthread_attr_init对其初始化。pthread_attr_init为pthread_attr_t结构里面的各个属性设置默认值。程序可以修改这些值，定制线程的各个
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线程优先级 java 中的线程优先级的范围是1～10，默认的优先级是5。“高优先级线程”会优先于“低优先级线程”执行。
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linux 设置线程优先级
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08-01
<think>我们被要求设置Linux系统中线程的优先级。根据引用[3]，我们可以使用线程调度相关的函数来设置优先级。具体来说，有两个函数：pthread_setschedparam（用于设置线程的调度策略和优先级）和pthread_attr_setschedparam（用于设置线程属性的调度参数，以便在创建线程时使用）。此外，我们还需要了解struct sched_param结构，它包含一个整数成员__sched_priority，表示要设置的线程优先级。 在Linux中，线程优先级与调度策略紧密相关。常见的调度策略有： - SCHED_OTHER（标准循环分时策略，优先级固定为0，不可设置优先级） - SCHED_FIFO（先进先出实时策略，优先级范围1-99，数值越大优先级越高） - SCHED_RR（轮转实时策略，优先级范围1-99） 注意：只有具有CAP_SYS_NICE能力的进程（通常是root用户）才能设置实时调度策略（SCHED_FIFO或SCHED_RR）和提高优先级。 步骤： 1. 确定要使用的调度策略（如SCHED_FIFO）。 2. 设置优先级值（在1到99之间，对于实时策略）。 3. 使用pthread_setschedparam函数设置运行中线程的优先级，或者使用pthread_attr_setschedparam设置线程属性，然后创建线程。 示例代码： ```c #include <pthread.h> #include <sched.h> void set_thread_priority(pthread_t thread, int policy, int priority) { struct sched_param param; param.sched_priority = priority; // 设置线程的调度策略和优先级 if (pthread_setschedparam(thread, policy, &param) != 0) { // 错误处理 } } // 或者在创建线程时设置 void create_high_priority_thread() { pthread_attr_t attr; struct sched_param param; pthread_t thread; pthread_attr_init(&attr); // 设置调度策略为SCHED_FIFO pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_FIFO); param.sched_priority = 50; // 设置优先级为50 pthread_attr_setschedparam(&attr, &param); // 必须设置线程属性为显式设置调度策略和参数 pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED); pthread_create(&thread, &attr, thread_function, NULL); pthread_attr_destroy(&attr); } ``` 另外，引用[1]提到Java线程优先级与Linux nice值的映射关系，但请注意，Java线程优先级（1-10）映射到Linux的优先级（nice值）并不是一一对应实时优先级，而是映射到普通进程的nice值（-20到19，但Java映射为1-10对应到nice值-20到19的某个子集）。如果我们需要设置实时优先级，必须使用上述的实时调度策略，而不是通过nice值。 此外，引用[2]描述了在迁移任务时的一些内核操作，但与我们设置线程优先级没有直接关系。引用[4]提到setuid，这涉及到权限问题，因为设置实时优先级需要特权，所以程序可能需要以root运行，或者通过setuid赋予程序相应的权限（但要注意安全风险）。引用[5]与问题无关。 因此，总结步骤如下： 1. 确定调度策略（实时策略需要root权限）。 2. 设置优先级（实时策略下1-99，普通策略下只能是0）。 3. 使用pthread_setschedparam或线程属性来设置。 注意：在设置实时优先级时，要确保程序以root权限运行，或者程序文件被设置了setuid（如引用[4]所示，但通常不推荐，因为存在安全风险）。 最后，我们生成相关问题： 1. 如何在不使用root权限的情况下设置实时线程优先级？ 2. 不同调度策略（SCHED_FIFO, SCHED_RR, SCHED_OTHER）之间有什么区别？ 3. 如何查看一个线程当前的调度策略和优先级？</think>### 如何在 Linux 中设置线程优先级 在 Linux 中设置线程优先级主要通过 POSIX 线程 API 实现，涉及调度策略和优先级参数。以下是详细步骤： #### 一、核心方法 1. **使用 `pthread_setschedparam` 函数** ```c #include <pthread.h> #include <sched.h> void set_thread_priority(pthread_t thread, int policy, int priority) { struct sched_param param; param.sched_priority = priority; // 设置优先级值 // 应用调度策略和优先级 if (pthread_setschedparam(thread, policy, &param) != 0) { perror("pthread_setschedparam failed"); } } ``` - **policy**：调度策略 - `SCHED_FIFO`：先进先出（实时策略，优先级 1-99） - `SCHED_RR`：轮转调度（实时策略，优先级 1-99） - `SCHED_OTHER`：标准分时策略（优先级为 0） - **priority**：优先级值（实时策略下范围 1-99，数值越大优先级越高）[^3] 2. **创建线程时指定优先级** ```c pthread_attr_t attr; struct sched_param param; pthread_attr_init(&attr); pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_FIFO); // 设置调度策略 param.sched_priority = 80; // 设置优先级 (1-99) pthread_attr_setschedparam(&attr, &param); pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED); // 禁用继承 pthread_t thread; pthread_create(&thread, &attr, thread_function, NULL); ``` #### 二、关键注意事项 1. **权限要求** - 设置实时优先级（`SCHED_FIFO`/`SCHED_RR`）需要 **root 权限** 或 `CAP_SYS_NICE` 能力 - 可通过 `setuid` 或 `sudo` 提权（参考 [^4]）： ```bash sudo chmod +s /path/to/your_program # 设置 setuid ``` 2. **优先级映射** - 不同语言优先级映射不同（如 Java 线程优先级 1-10 映射到 Linux nice 值 -20 到 19）[^1]： | Java 优先级 | Linux nice 值 | |------------|--------------| | 1 | 42 | | 5 | 0 | | 10 | -5 | 3. **资源冲突避免** - CPU 绑定：使用 `sched_setaffinity()` 限制线程在特定核心运行 - 内存锁定：`mlockall()` 防止页错误（对实时线程关键） #### 三、完整示例 ```c #include <pthread.h> #include <sched.h> #include <stdio.h> void* thread_func(void* arg) { // 实时任务代码 return NULL; } int main() { pthread_attr_t attr; pthread_t thread; // 初始化线程属性 pthread_attr_init(&attr); // 设置调度策略为 FIFO pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_FIFO); // 设置优先级为 90 (较高优先级) struct sched_param param = { .sched_priority = 90 }; pthread_attr_setschedparam(&attr, &param); // 显式声明不使用继承 pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED); // 创建线程 pthread_create(&thread, &attr, thread_func, NULL); // 等待线程结束 pthread_join(thread, NULL); return 0; } ``` 编译运行： ```bash gcc -o rt_thread rt_thread.c -lpthread sudo ./rt_thread # 需要 root 权限 ``` #### 四、验证优先级 ```bash # 查看线程优先级 ps -eLo pid,tid,cls,rtprio,cmd | grep <thread_name> # 输出示例： # PID TID CLS RTPRIO CMD # 12345 12346 FF 90 ./rt_thread ``` - **CLS**：调度类（TS=分时, FF=FIFO, RR=轮转） - **RTPRIO**：实时优先级（1-99） > **安全警告**：错误使用实时优先级可能导致系统锁定（如 `SCHED_FIFO` 线程无限循环），建议在开发环境中充分测试[^5]。 ---
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