【Linux多线程】LWP和pthread_t

LWP

LWP是Linux中线程的具体实现形式，在linux中，进程和线程本质上都是相同的，都是通过task_struct结构体来表示的。LWP是内核级线程，TID是其唯一标识符，类似于进程的PID。每当使用pthread_create创建一个线程时，在底层内核会生成一个LWP实体，就跟创建进程时会生成PCB实体一样，只不过LWP更轻量。除此之外，pthread_create还会在用户空间上生成pthread_t类型的标识符，用来与内核级线程LWP建立一一对应的关系（实际上是与TID建立映射）。整个映射过程由POSIX线程库实现。

clone系统调用

那么pthread_create又是如何生成一个内核级的线程LWP呢？

库函数pthread_create底层封装了一个系统调用clone。clone允许指定新线程应共用哪些资源。通过clone可以生成一个LWP。clone函数原型如下：

int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg, ...);

• fn是一个函数指针表示新线程执行的函数
• child_stack 新线程的栈指针
• flags 标记位，指定线程共享哪些资源
• arg是传递给新线程的参数

查看线程LWP

使用指令ps -L可以查看所有的线程

其中LWP是轻量级进程ID,即线程ID(TID)
ps指令可以使用以下选项查看进程和线程：

• -e显示所有进程
• -L显示所有线程
• -f显示完整的格式信息，包括PID、PPID、LWP等

此外还可以使用pstree命令以树状结构显示进程和线程信息

pstree -p <pid>

• -p显示PID包括LWP

理解LWP与TID

LWP本质是一个描述线程的一个概念，因为linux中没有单独为线程设计一套管理方案，又为了与进程PCB区分开（进程和线程实际上都被看作是task_struct的实例），就用LWP来表示线程。LWP和普通进程一样，由内核调度和管理。而TID是内核用来标识LWP的唯一标识符。

pthread_id

pthread_id是POSIX线程库中一个线程标识符类型（无符号整数类型），pthread_create在内核创建LWP之后，内核会提供给用户一个pthread_id用于标识和操作该线程。尽管pthread_id与TID在概念上都是标识线程，但是它们属于不同层次。 其实这里的pthread_id和TID的关系就和文件描述符fd与inode的关系。前者用于用户操作（如等待线程结束、取消线程等），后者用于内核管理。pthread_id与LWP一一对应。这也就意味着线程库能通过对pthread_id操作进而实现对LWP的操作。