Linux 线程模型的比较：LinuxThreads 和 NPTL

最新推荐文章于 2024-03-03 00:58:06 发布

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本文对比了LinuxThreads和NPTL两种线程库的特点及适用场景，并提供了如何判断当前Linux系统使用哪种线程库的方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

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GNU_LIBPTHREAD_VERSION 宏

大部分现代 Linux 发行版都预装了 LinuxThreads 和 NPTL，因此它们提供了一种机制来在二者之间进行切换。要查看您的系统上正在使用的是哪个线程库，请运行下面的命令：

$ getconf GNU_LIBPTHREAD_VERSION

这会产生类似于下面的输出结果：

NPTL 0.34

或者：

linuxthreads-0.10

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Linux 发行版所使用的线程模型、glibc 版本和内核版本

表 1 列出了一些流行的 Linux 发行版，以及它们所采用的线程实现的类型、glibc 库和内核版本。

**表 1. Linux 发行版及其线程实现**
线程实现	C 库	发行版	内核
LinuxThreads 0.7, 0.71 (for libc5)	libc 5.x	Red Hat 4.2
LinuxThreads 0.7, 0.71 (for glibc 2)	glibc 2.0.x	Red Hat 5.x
LinuxThreads 0.8	glibc 2.1.1	Red Hat 6.0
LinuxThreads 0.8	glibc 2.1.2	Red Hat 6.1 and 6.2
LinuxThreads 0.9		Red Hat 7.2	2.4.7
LinuxThreads 0.9	glibc 2.2.4	Red Hat 2.1 AS	2.4.9
LinuxThreads 0.10	glibc 2.2.93	Red Hat 8.0	2.4.18
NPTL 0.6	glibc 2.3	Red Hat 9.0	2.4.20
NPTL 0.61	glibc 2.3.2	Red Hat 3.0 EL	2.4.21
NPTL 2.3.4	glibc 2.3.4	Red Hat 4.0	2.6.9
LinuxThreads 0.9	glibc 2.2	SUSE Linux Enterprise Server 7.1	2.4.18
LinuxThreads 0.9	glibc 2.2.5	SUSE Linux Enterprise Server 8	2.4.21
LinuxThreads 0.9	glibc 2.2.5	United Linux	2.4.21
NPTL 2.3.5	glibc 2.3.3	SUSE Linux Enterprise Server 9	2.6.5

注意，从 2.6.x 版本的内核和 glibc 2.3.3 开始，NPTL 所采用的版本号命名约定发生了变化：这个库现在是根据所使用的 glibc 的版本进行编号的。

Java™ 虚拟机（JVM）的支持可能会稍有不同。IBM 的 JVM 可以支持表 1 中 glibc 版本高于 2.1 的大部分发行版。

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结束语

LinuxThreads 的限制已经在 NPTL 以及 LinuxThreads 后期的一些版本中得到了克服。例如，最新的 LinuxThreads 实现使用了线程注册来定位线程本地数据；例如在 Intel® 处理器上，它就使用了 %fs 和 %gs 段寄存器来定位访问线程本地数据所使用的虚拟地址。尽管这个结果展示了 LinuxThreads 所采纳的一些修改的改进结果，但是它在更高负载和压力测试中，依然存在很多问题，因为它过分地依赖于一个管理线程，使用它来进行信号处理等操作。

您应该记住，在使用 LinuxThreads 构建库时，需要使用 -D_REENTRANT 编译时标志。这使得库线程是安全的。

最后，也许是最重要的事情，请记住 LinuxThreads 项目的创建者已经不再积极更新它了，他们认为 NPTL 会取代 LinuxThreads。

LinuxThreads 的缺点并不意味着 NPTL 就没有错误。作为一个面向 SMP 的设计，NPTL 也有一些缺点。我曾经看到过在最近的 Red Hat 内核上出现过这样的问题：一个简单线程在单处理器的机器上运行良好，但在 SMP 机器上却挂起了。我相信在 Linux 上还有更多工作要做才能使它具有更好的可伸缩性，从而满足高端应用程序的需求。

参考资料

学习

Ulrich Drepper 和 Ingo Molnar 编写的 “The Native POSIX Thread Library for Linux”（PDF）介绍了设计 NPTL 的原因和目标，其中包括了 LinuxThreads 的缺点和 NPTL 的优点。
LinuxThreads FAQ 包含了有关 LinuxThreads 和 NPTL 的常见问题。这对于了解早期的 LinuxThreads 实现的缺点来说是一个很好的资源。
Ulrich Drepper 撰写的 “Explaining LD_ASSUME_KERNEL” 提供了有关这个环境变量的详细介绍。
“Native POSIX Threading Library (NPTL) support” 从 WebSphere 的视角介绍了 LinuxThreads 和 NPTL 之间的区别，并解释了 WebSphere Application Server 如何支持这两种不同的线程模型。
Diagnosis documentation for IBM ports of the JVM 定义了 Java 应用程序在 Linux 上运行时面临问题时所要搜集的诊断信息。
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