深入探究 Linux 线程创建:glibc 的 pthread_create 与神秘的 clone 函数
创始人
2025-07-07 12:40:29
0

在Linux下进行多线程编程时,我们通常会使用POSIX线程库(pthread),它提供了一组用于线程管理的API函数,其中最常用的就是pthread_create函数。不过,了解pthread_create的内部工作原理和底层系统调用对于深入理解Linux多线程编程非常重要。

clone与fork

pthread_create函数是glibc中实现的POSIX线程库的一部分,它是基于Linux系统调用clone来创建线程的。clone函数是一个比fork更灵活和底层的系统调用,它允许我们创建一个新的进程或线程,而fork只能创建新进程。

clone函数和fork函数都用于创建新的执行流,但它们有一些重要的区别:

(1) 创建级别:

  • fork函数用于创建一个新的进程,新进程是调用进程的副本。
  • clone函数可以用于创建新的线程或新的进程,取决于传递给它的标志。这使clone比fork更加灵活。

(2) 共享资源:

  • fork创建的进程有独立的地址空间,父子进程之间不共享内存。
  • clone可以选择与父进程共享内存、文件描述符等资源,这可以用于创建线程。

(3) 系统开销:

  • 由于fork会复制整个地址空间,因此开销较大。
  • clone可以选择共享资源,因此通常比fork更高效。   

clone函数的实现原理

clone函数通过传递不同的标志参数来控制其行为。以下是一些常见的标志参数及其作用:

  • CLONE_VM:共享虚拟内存,子进程/线程与父进程共享地址空间。
  • CLONE_FS:共享文件系统信息,子进程/线程与父进程共享文件系统。
  • CLONE_FILES:共享文件描述符表,子进程/线程与父进程共享打开的文件。
  • CLONE_SIGHAND:共享信号处理,子进程/线程与父进程共享信号处理器表。
  • CLONE_PARENT_SETTID:设置父进程的TID(线程ID)。
  • CLONE_CHILD_SETTID:设置子进程/线程的TID。

clone函数的核心思想是在新的执行流中执行一个新的函数,这个函数通常是main函数的替代品。这个新函数在创建线程时会被调用,它可以执行不同的任务,使得多线程编程成为可能。

clone函数创建线程示例

要使用clone函数创建线程,我们需要传递适当的标志参数和一个函数指针,该函数指针指向线程要执行的函数。以下是一个简单的示例:

#define _GNU_SOURCE
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define STACK_SIZE (1024 * 1024)

void *child_function(void *arg) {
    printf("Child thread: PID=%d, TID=%ld\n", getpid(), syscall(SYS_gettid));
    return NULL;
}

int main() {
    char *stack;
    char *stack_top;
    pid_t pid;

    stack = (char *)malloc(STACK_SIZE);
    if (stack == NULL) {
        perror("malloc");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    stack_top = stack + STACK_SIZE;

    pid = clone(child_function, stack_top, CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND, NULL);
    if (pid == -1) {
        perror("clone");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Parent thread: PID=%d, TID=%ld, Child PID=%d\n", getpid(), syscall(SYS_gettid), pid);

    // Wait for the child to finish
    if (waitpid(pid, NULL, 0) == -1) {
        perror("waitpid");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    free(stack);
    return 0;
}

这个示例中,我们使用clone函数创建了一个新线程,新线程将执行child_function函数。父线程和子线程可以共享虚拟内存、文件系统信息等资源,这使得它们可以方便地共享数据。

相关内容

热门资讯

如何允许远程连接到MySQL数... [[277004]]【51CTO.com快译】默认情况下,MySQL服务器仅侦听来自localhos...
如何利用交换机和端口设置来管理... 在网络管理中,总是有些人让管理员头疼。下面我们就将介绍一下一个网管员利用交换机以及端口设置等来进行D...
施耐德电气数据中心整体解决方案... 近日,全球能效管理专家施耐德电气正式启动大型体验活动“能效中国行——2012卡车巡展”,作为该活动的...
20个非常棒的扁平设计免费资源 Apple设备的平面图标PSD免费平板UI 平板UI套件24平图标Freen平板UI套件PSD径向平...
德国电信门户网站可实时显示全球... 德国电信周三推出一个门户网站,直观地实时提供其安装在全球各地的传感器网络检测到的网络攻击状况。该网站...
为啥国人偏爱 Mybatis,... 关于 SQL 和 ORM 的争论,永远都不会终止,我也一直在思考这个问题。昨天又跟群里的小伙伴进行...
《非诚勿扰》红人闫凤娇被曝厕所... 【51CTO.com 综合消息360安全专家提醒说,“闫凤娇”、“非诚勿扰”已经被黑客盯上成为了“木...
2012年第四季度互联网状况报... [[71653]]  北京时间4月25日消息,据国外媒体报道,全球知名的云平台公司Akamai Te...