詳解Linux獲取線程的PID（TID、LWP）的幾種方式
在 Linux C/C++ 中通常是通過 pthread 庫進行線程級別的操作。
在 pthread 庫中有函數(shù)：
pthread_t pthread_self(void);
它返回一個 pthread_t 類型的變量，指代的是調(diào)用 pthread_self 函數(shù)的線程的 “ID”。
怎么理解這個“ID”呢？
這個“ID”是 pthread 庫給每個線程定義的進程內(nèi)唯一標(biāo)識，是 pthread 庫維持的。
由于每個進程有自己獨立的內(nèi)存空間，故此“ID”的作用域是進程級而非系統(tǒng)級（內(nèi)核不認識）。
其實 pthread 庫也是通過內(nèi)核提供的系統(tǒng)調(diào)用（例如clone）來創(chuàng)建線程的，而內(nèi)核會為每個線程創(chuàng)建系統(tǒng)全局唯一的“ID”來唯一標(biāo)識這個線程。
這個系統(tǒng)全局唯一的“ID”叫做線程PID（進程ID），或叫做TID（線程ID），也有叫做LWP（輕量級進程=線程）的。
如何查看線程在內(nèi)核的系統(tǒng)全局唯一“ID”呢？大體分為以下幾種方式。
測試代碼：
main.c
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void *start_routine(void *arg) {
char msg[32] = "";
snprintf(msg, sizeof(msg)-1, "thd%d: i am thd%d\n", *((int *)arg), *((int *)arg));
while (1) {
write(1, msg, strlen(msg));
sleep(1);
}
}
int main() {
int th1 = 1;
pthread_t tid1;
pthread_create(&tid1, NULL, start_routine, &th1);
int th2 = 2;
pthread_t tid2;
pthread_create(&tid2, NULL, start_routine, &th2);
int th3 = 3;
pthread_t tid3;
pthread_create(&tid3, NULL, start_routine, &th3);
const char *msg = "main: i am main\n";
while (1) {
write(1, msg, strlen(msg));
sleep(1);
}
return 0;
}
在主線程中通過 pthread 庫創(chuàng)建三個線程，不斷輸出 “i am xxx” 的信息。
運行輸出：
[test1280@localhost 20190227]$ gcc -o main main.c -lpthread
[test1280@localhost 20190227]$ ./main
main: i am main
thd2: i am thd2
thd3: i am thd3
thd1: i am thd1
thd2: i am thd2
……
方法一：ps -Lf $pid
[test1280@localhost ~]$ ps -Lf 11029 UID PID PPID LWP C NLWP STIME TTY STAT TIME CMD test1280 11029 9374 11029 0 4 10:58 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11029 9374 11030 0 4 10:58 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11029 9374 11031 0 4 10:58 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11029 9374 11032 0 4 10:58 pts/0 Sl+ 0:00 ./main
11209是待觀察的進程的PID。
輸出中可見此進程包含4個線程，他們的PID都是11209，PPID都是9374，其中LWP即我們要找的線程ID。
我們注意到有一個線程的LWP同進程的PID一致，那個線程就是主線程。
-L Show threads, possibly with LWP and NLWP columns -f does full-format listing.
方法二：pstree -p $pid
[test1280@localhost ~]$ pstree -p 11029
main(11029)─┬─{main}(11030)
├─{main}(11031)
└─{main}(11032)
方法三：top -Hp $pid
[test1280@localhost ~]$ top -Hp 11029
在top中指定了進程PID，輸出包含四個線程，通過PID字段可獲知每個線程的PID（TID/LWP）。
man top -H：Threads toggle Starts top with the last remembered 'H' state reversed. When this toggle is On, all individual threads will be displayed. Otherwise, top displays a summation of all threads in a process. -p：Monitor PIDs
方法四：ls -l /proc/$pid/task/
[test1280@localhost ~]$ ls -l /proc/11029/task/ total 0 dr-xr-xr-x. 6 test1280 test1280 0 Feb 27 10:58 11029 dr-xr-xr-x. 6 test1280 test1280 0 Feb 27 10:58 11030 dr-xr-xr-x. 6 test1280 test1280 0 Feb 27 10:58 11031 dr-xr-xr-x. 6 test1280 test1280 0 Feb 27 10:58 11032
方法五：pidstat -t -p $pid
[test1280@localhost ~]$ pidstat -t -p 11029 Linux 2.6.32-642.el6.x86_64 (localhost.localdomain) 02/27/2019 _x86_64_ (4 CPU) 11:20:39 AM TGID TID %usr %system %guest %CPU CPU Command 11:20:39 AM 11029 - 0.00 0.00 0.00 0.00 1 main 11:20:39 AM - 11029 0.00 0.00 0.00 0.00 1 |__main 11:20:39 AM - 11030 0.00 0.00 0.00 0.00 1 |__main 11:20:39 AM - 11031 0.00 0.00 0.00 0.00 0 |__main 11:20:39 AM - 11032 0.00 0.00 0.00 0.00 3 |__main
TGID是線程組ID，主線程的TID等同于主線程的線程組ID等同于主線程所在進程的進程ID。
man pidstat -t Also display statistics for threads associated with selected tasks. This option adds the following values to the reports: TGID:The identification number of the thread group leader. TID:The identification number of the thread being monitored.
方法六：源碼級獲取
main.c
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/syscall.h>
pid_t gettid() {
return syscall(SYS_gettid);
}
void *start_routine(void *arg) {
pid_t pid = gettid();
pthread_t tid = pthread_self();
printf("thd%d: pid=%d, tid=%lu\n", *((int *)arg), pid, tid);
char msg[32] = "";
snprintf(msg, sizeof(msg)-1, "thd%d: i am thd%d\n", *((int *)arg), *((int *)arg));
while (1) {
write(1, msg, strlen(msg));
sleep(1);
}
}
int main() {
pid_t pid = gettid();
pthread_t tid = pthread_self();
printf("main: pid=%d, tid=%lu\n", pid, tid);
int th1 = 1;
pthread_t tid1;
pthread_create(&tid1, NULL, start_routine, &th1);
int th2 = 2;
pthread_t tid2;
pthread_create(&tid2, NULL, start_routine, &th2);
int th3 = 3;
pthread_t tid3;
pthread_create(&tid3, NULL, start_routine, &th3);
const char *msg = "main: i am main\n";
while (1) {
write(1, msg, strlen(msg));
sleep(1);
}
return 0;
}
syscall(SYS_gettid) 系統(tǒng)調(diào)用返回一個 pid_t 類型值，即線程在內(nèi)核中的ID。
[test1280@localhost 20190227]$ gcc -o main main.c -lpthread [test1280@localhost 20190227]$ ./main main: pid=11278, tid=140429854775040 main: i am main thd3: pid=11281, tid=140429833787136 thd3: i am thd3 thd2: pid=11280, tid=140429844276992 thd2: i am thd2 thd1: pid=11279, tid=140429854766848 thd1: i am thd1 ……
線程的PID（TID、LWP）有什么價值？
很多命令參數(shù)的 PID 實際指代內(nèi)核中線程的ID，例如 taskset、strace 等命令。
例如 taskset 命令，可以將進程綁定到某個指定的CPU核心上。
如果進程是多線程模式，直接使用 taskset 將僅僅把主線程綁定，其他線程無法被綁定生效。
example：
# 將 11282 進程綁定到CPU第0核心 [test1280@localhost ~]$ ps -Lf 11282 UID PID PPID LWP C NLWP STIME TTY STAT TIME CMD test1280 11282 9374 11282 0 4 11:33 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11282 9374 11283 0 4 11:33 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11282 9374 11284 0 4 11:33 pts/0 Sl+ 0:00 ./main test1280 11282 9374 11285 0 4 11:33 pts/0 Sl+ 0:00 ./main [test1280@localhost ~]$ taskset -pc 0 11282 pid 11282's current affinity list: 0-3 pid 11282's new affinity list: 0 # 查看其他線程是否真的綁定到CPU第0核心 [test1280@localhost ~]$ taskset -pc 11283 pid 11283's current affinity list: 0-3 [test1280@localhost ~]$ taskset -pc 11284 pid 11284's current affinity list: 0-3 [test1280@localhost ~]$ taskset -pc 11285 pid 11285's current affinity list: 0-3 [test1280@localhost ~]$ taskset -pc 11282 pid 11282's current affinity list: 0 # 此時實際只綁定主線程到CPU第0核心 # 將其他四個線程一并綁定到CPU第0核心 [test1280@localhost ~]$ taskset -pc 0 11283 pid 11283's current affinity list: 0-3 pid 11283's new affinity list: 0 [test1280@localhost ~]$ taskset -pc 0 11284 pid 11284's current affinity list: 0-3 pid 11284's new affinity list: 0 [test1280@localhost ~]$ taskset -pc 0 11285 pid 11285's current affinity list: 0-3 pid 11285's new affinity list: 0 # 此時，進程PID=11282的進程所有線程都將僅在CPU第0核心中運行
strace 同理，可以指定線程PID，追蹤某個線程執(zhí)行的系統(tǒng)調(diào)用以及信號。
到此這篇關(guān)于詳解Linux獲取線程的PID（TID、LWP）的幾種方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Linux獲取線程的PID內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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