pthread_create() 之后线程的好处是什么？答案

【问题标题】：What is the nice value of a thread after pthread_create()?pthread_create() 之后线程的好处是什么？
【发布时间】：2021-11-29 18:55:29
【问题描述】：

我正在使用 libx264 库将视频数据压缩到... x264。

我使用默认设置让库根据需要创建尽可能多（少）的线程：

param.i_threads = X264_THREADS_AUTO;

这在我有 64 个处理器（2 个 CPU，每个 CPU 有 16 个内核和英特尔线程）的服务器上效果很好。它实际上将使用大约 5 个线程。

但是，在运行该软件的嵌入式计算机上，我只有 4 个 CPU。它是 Xeon，所以那里没有太多问题，但不知何故它会阻止 USB 端口正常工作。我们正在从那个 USB 端口接收数据，当 4 个 CPU 以大约 100% 的速度使用时，libx264 代码非常糟糕地接管了整个计算机。

我在想两种解决方案，使用 3 作为最大线程数：

param.i_threads = 3;

或者让那些 libx264 线程有一个（很多）更高的 nice 值，这样在该计算机上运行的其他东西就不会被阻塞（即 CPU 更好地共享；其他东西不使用太多 CPU，它通常低于10%）。

但是，我无法控制 libx264 库如何创建线程，并且想知道在调用创建线程的 libx264 函数之前更改 nice 值是否对我有用，因此这些线程使用它不错的价值，像这样：

nice(10);
...call libx264 functions...
nice(0);

使这些线程使用 +10 的良好值的意愿？从我在pthread_create() 手册页中可以看到，它并没有明确说明线程继承父线程的nice 值...

注意 1： 我知道这个问题不太可能是因为 USB 端口可能正在与视频采集卡争夺 DMA……如果是这种情况，我们'显然不会仅仅通过改变进程的优先级来解决任何问题。我想先试试那个软解决方案。

虽然我可以将 USB 端口移到另一台计算机上，但数据会通过网络传输，这很可能会出现类似的硬件冲突问题。

注意 2： 我不想重新编译 libx264 并更改该代码。这超出了我的项目范围。

【问题讨论】：

“想知道它是否可行”。当然，这可以通过尝试来回答或至少进行调查。运行代码，看看线程的nice值？
Niceness 继承自父进程/线程，AFAIK。考虑到它们的 TID（您可以在系统调用中将其用作 PID），您始终可以在它们启动后 renice(2) 线程，提高它们的友好度。您甚至可以完全从进程外部执行此操作，手动使用 top 或 htop 或 ps + renice(1)，作为一次性实验，无需更改任何代码。
请记住，在没有 root 权限的情况下，您只能使事物 more nice，而不能将 nice 降为 0（niceness 越低，优先级越高）。因此，为了让一些线程更友好，您可以编写一个使用 nice(2) 的包装函数，然后对 x264 函数进行尾调用，这样父线程就不必改变自己的友好度。从该线程开始的任何更多线程 x264 将至少与此一样好。
回复：你的实际问题；我猜想让所有超线程保持忙碌可能会消耗大量内存带宽/缓存占用空间。仅让 x264 每个物理内核启动一个线程，但为 DMA 留出更多带宽，您可能不会看到吞吐量下降太多。以及在必要时为 CPU 密集型 USB 设备腾出内核。（我怀疑下半部分中断处理程序的优先级甚至低于nice(-19)，但如果涉及其他用户空间进程，那么nice 可能很重要..）
你的问题的答案：“那会让那些线程使用一个不错的 +10 值吗？” 是是。您可以通过编写一个简单的测试程序并运行它来确认这一点，使用htop 或任何其他工具来检查它的好坏。不知道这里还有什么要说的。进程/线程的好处是整个互联网都在谈论令人作呕的事情......

标签： c linux multithreading intel nice

【解决方案1】：

首先，X264 库会在您使用x264_encoder_open() 打开句柄时创建线程。这是唯一需要更新 nice 值的函数。

正如 Peter Cordes 在评论中指出的那样，以下方法仅在您以 root 身份运行时才有效（通常不建议这样做，即使对于守护进程也是如此）：

nice(10);
...call libx264 functions...
nice(0);

这也是错误的，因为 nice(0) 只是返回当前的 nice 值。正确的调用是nice(-10)。

一种解决方案是授予进程权限以成为 root，当尝试执行 nice(-10) 时，在之前成为 root 并在之后删除权限。

// change nice(2) to non-preemptive
int inc_nice = 10;
nice(inc_nice);

// create the X264 threads
x264_encoder_open(&params);

// restore the nice value
uid_t user(getuid());
seteuid(0);
nice(-inc_nice);
seteuid(user);

请注意，如果您使用多个线程运行，则此代码不安全。在seteuid(0) 返回时，您的其他线程将具有root 权限。假设您的应用程序是安全的，这应该不是什么大问题，但仍然需要牢记。

要让 systemd 服务有权成为 root，您需要这些东西：

这假设您使用用户和组选项在启动时删除权限。如果您的守护进程以 root 身份运行，那么您甚至不需要特殊处理。您只需拨打nice(-10) 即可。

以下内容供 Debian 上的 Web 服务器使用：
```
 User=www-data
 Group=www-data
```
赋予进程特权：

要么将NoNewPrivileges 设置为 false（或者不包括它，因为这是默认设置）：
```
 NoNewPrivileges=false
```
给进程选择成为root的选项：

您需要确保进程所有者是 root 并且设置了 's' 标志（也称为 set user on execution）：
```
 chown root /usr/sbin/my-app
 chmod u+s /usr/sbin/my-app
```
在大多数情况下，如果您使用 Linux 系统的标准打包程序，则安装在 /usr/sbin 下的文件将已经归 root 所有。但是，默认情况下未设置“s”标志。创建 Debian 软件包时，您可以添加 debian/rules 文件，其中包含以下内容：
```
 override_dh_fixperms:
     dh_fixperms
     chmod u+s debian/project-name/usr/sbin/my-app
```
注意：rules 文件是一个 makefile，因此缩进应该是一个制表符。

【讨论】：