Linux内核进程管理子系统有什么第十回 —— 进程主结构详解（6）

接前一篇文章：Linux内核进程管理子系统有什么第九回 —— 进程主结构详解（5）

 

本文内容参考：

Linux内核进程管理专题报告_linux rseq-优快云博客

《趣谈Linux操作系统 核心原理篇：第三部分 进程管理》—— 刘超

《图解Linux内核 基于6.x》 —— 姜亚华 机械工业出版社

Linux——一文彻底了解进程id和线程id的关系（什么是pid、tgid、lwp、pthread_t）-优快云博客

特此致谢！

 

进程管理核心结构 —— task_struct

1. 任务ID相关成员

    pid_t				pid;
	pid_t				tgid;
 
	struct task_struct		*group_leader;
 
    struct list_head		thread_group;

前几回围绕进程id（PID）、父进程id（PPID）、进程组id（PGID）、会话id（SID）、线程id（LWP）、线程组的线程数（NLWP），结合例程进行了深入解析。

回归到之前的问题：既然是唯一标识的ID，那么有一个不就可以了，怎么上边有个pid_t pid，还有个pid_t tgid？弄俩干什么？

经过之前的讲解，现在应该清楚了，之所以这样做，是因为在Linux内核中，无论是进程还是线程，都统一称为（当作）任务，都由一个统一的struct task_struct管理。那么到底当前这个任务是一个进程还是一个线程，就得区分开来。

成员pid_t pid代表进程id（process id）；成员tgid是线程组id（thread group id）。

任何一个进程，如果只有主线程，则pid是它自己，tid也是它自己，group_leader指向的还是它自己。就像示例代码中的父进程。

也就是说，对于父进程来说，struct task_struct中的pid对应的是它自己的LWP，而tgid对应它自己的PID。LWP和PID两者相等。

如果一个进程创建了其它线程（非主线程），那么就不一样了。每个线程有自己的pid，对应的就是LWP；tgid就是进程的主线程的PID，对应的就是子进程的PID；group_leader指向的就是进程的主线程。

也就是说，对于子进程来说，struct task_struct中的pid对应的是它自己的LWP，而tgid对应它自己的PID。只不过LWP和PID两者相等。

而对于子进程创建的两个线程来说，struct task_struct中的pid对应线程自己的LWP，而tgid对应子进程的PID。LWP和PID两者不同。

有了tgid，就能够区分某一struct task_struct代表的是一个进程还是一个线程了。pid和tgid相等的是进程，不相等的是线程。

以上的关系还是有些绕，说得更直白一些：struct task_struct中的成员pid_t pid虽然名字是process id，但其实代表的是线程id、即task_struct的编号（对应ps命令返回结果中的LWP），每个task_struct各不相同；成员tgid名字是thread group id，其实也就是进程的id（对应ps命令返回结果中的PID），同一个进程里每一个线程的task_struct中tgid值都一样。是这样一个“交叉”关系：

再结合实际结果看一下：

子进程：

子进程创建的线程1

终于讲清楚了的struct task_struct的成员pid_t pid和pid_t tgid。

​    pid_t				pid;
	pid_t				tgid;
 
	struct task_struct		*group_leader;
 
    struct list_head		thread_group;

上边在讲成员group_leader的时候曾讲到：

有人可能又有疑问了：tgid和group_leader都是进程的主线程，那这两个参数不就重复了么？

需要注意：tgid的类型是pid_t，而group_leader的类型是struct task_struct *，一个是id，一个是指针。知道id，才能找到对应的具体是哪一个task_struct实例。

最后，同一个线程组的线程，它们的task_struct都通过struct list_head thread_group成员连接到同一链表中。链表的头为线程组领导进程的struct task_struct的struct list_head thread_group字段。如下图所示：

最后的最后，对于ps -eLo命令返回的结果中有一点再特别说明和强调一下：

子进程和其创建的两个线程的PID都是一个，是子进程的PID；但这三者的PGID与父进程的PGID相同，都是父进程的PID。也就是说，父进程（主进程）与子进程和其创建的两个线程共属于同一个进程组，父进程是组长。

至此，struct task_struct中任务ID相关成员就讲解完了。更多成员的解析请看下回。