【问题标题】:How to extract taskid(tid) of a pthread from the parent thread?如何从父线程中提取pthread的taskid(tid)?
【发布时间】:2019-06-13 20:23:39
【问题描述】:

我正在使用 std::thread 来启动线程。另外,我需要/proc/[pid]/tasks/[tid] 提供的工作线程的统计信息。我需要 tid 才能监控线程统计​​信息。我想知道是否有办法从父线程中提取tid。我知道来自工作人员的系统调用 gettid() 返回其 ID,但我想要来自主服务器而不是从服务器的 threadId。有没有办法从 std::thread.get_tid() 的 thread_id gor 中提取 tid

我相信可能有更好的方法可以做到这一点,请提出建议:)

更新:
How can you get the Linux thread Id of a std::thread() 这提供了一些关于从工作人员那里获取 tid 的信息,增加了线程启动的开销。例如,std::thread t = std::thread(&wrapper); t.get_id() 可以从启动器线程中调用。我正在/正在寻找是否可以从主/启动器线程以安全的方式执行相同的操作。

【问题讨论】:

标签: c++ linux pthreads


【解决方案1】:

所有线程都有一个唯一的 id:
std::thread::id this_id = std::this_thread::get_id();

您可以在程序启动时将它存储在一个变量中,并且可以从其他线程访问它。

我明白你所说的线程是什么意思,但是即使一个线程生了另一个线程,它们也是兄弟姐妹。

如果您希望 master 线程能够获得每个 worker 线程的 /proc 路径,您可以将工作线程对象包装在一个类中,当它启动实际线程时,会创建一个 master 稍后可以获取的路径属性。

一个例子:

#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/types.h>

#include <condition_variable>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>

// A base class for thread object wrappers
class abstract_thread {
public:
    abstract_thread() {}

    abstract_thread(const abstract_thread&) = delete;
    abstract_thread(abstract_thread&& rhs) :
        m_th(std::move(rhs.m_th)), m_terminated(rhs.m_terminated), m_cv{}, m_mtx{} {}
    abstract_thread& operator=(const abstract_thread&) = delete;
    abstract_thread& operator=(abstract_thread&& rhs) {
        terminate();
        join();
        m_th = std::move(rhs.m_th);
        m_terminated = rhs.m_terminated;
        return *this;
    }

    virtual ~abstract_thread() {
        // make sure we don't destroy a running thread object
        terminate();
        join();
    }

    virtual void start() {
        if(joinable())
            throw std::runtime_error("thread already running");
        else {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mtx);
            m_terminated = true;
            // start thread and wait for it to signal that setup has been done
            m_th = std::thread(&abstract_thread::proxy, this);
            m_cv.wait(lock, [this] { return m_terminated == false; });
        }
    }
    inline bool joinable() const { return m_th.joinable(); }
    inline void join() {
        if(joinable()) {
            m_th.join();
        }
    }
    inline void terminate() { m_terminated = true; }
    inline bool terminated() const { return m_terminated; }

protected:
    // override if thread specific setup needs to be done before start() returns
    virtual void setup_in_thread() {}
    // must be overridden in derived classes
    virtual void execute() = 0;

private:
    std::thread m_th{};
    bool m_terminated{};
    std::condition_variable m_cv{};
    std::mutex m_mtx{};

    void proxy() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mtx);
            setup_in_thread(); // call setup function
            m_terminated = false;
            m_cv.notify_one();
        }
        execute(); // run thread code
    }
};

// an abstract thread wrapper capable of returning its /proc path
class proc_path_thread : public abstract_thread {
public:
    // function to call from master to get the path
    const std::string& get_proc_path() const { return m_proc_path; }

protected:
    void setup_in_thread() override {
        m_proc_path =
            std::move(std::string("/proc/")) + std::to_string(syscall(SYS_gettid));
    }

private:
    std::string m_proc_path{};
};

// two different thread wrapper classes. Just inherit proc_path_thread and implement
// "execute()". Loop until terminated() is true (or you're done with the work)
class AutoStartThread : public proc_path_thread {
public:
    AutoStartThread() { start(); }

private:
    void execute() override {
        while(!terminated()) {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
            std::cout << std::this_thread::get_id() << " AutoStartThread running\n";
        }
    }
};

class ManualStartThread : public proc_path_thread {
    void execute() override {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
        std::cout << std::this_thread::get_id() << " ManualStartThread running\n";
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    }
};

int main() {
    AutoStartThread a;
    std::cout << a.get_proc_path() << "\t// AutoStartThread, will have path\n";

    ManualStartThread b;
    std::cout << b.get_proc_path()
              << "\t// ManualStartThread not started, no path\n";
    b.start();
    std::cout << b.get_proc_path()
              << "\t// ManualStartThread will now have a path\n";
    b.join();

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1500));
    // terminate() + join() is called automatically when abstract_thread descendants
    // goes out of scope:
    //
    // a.terminate();
    // a.join();
}

可能的输出:

/proc/38207 // AutoStartThread, will have path
    // ManualStartThread not started, no path
/proc/38208 // ManualStartThread will now have a path
139642064209664 ManualStartThread running
139642072602368 AutoStartThread running
139642072602368 AutoStartThread running
139642072602368 AutoStartThread running
139642072602368 AutoStartThread running

【讨论】:

  • 这实际上与我想要的相反,我不喜欢从工作人员那里使用 gettid() (我觉得它膨胀性能,因为需要保护或继续检查全局用于填充 tid 的变量)。例如 std::thread t = std::thread(&amp;wrapper); ;来自主上下文的t.get_id() 将给出实际的线程ID。你怎么看?
  • 好的,我明白了。当然,您可以反过来做,以便 master 查询 worker 的路径。只需为每个线程添加一个condition_variable,该线程向主发出信号,表明本机pid_t 已放入map。也许最好用一些同步围绕线程对象创建一个类,这样你就可以安全地执行th.get_path()
  • @ShashankHegde 制作了一个新版本。希望这次我没听错:)
【解决方案2】:

您可以通过一个函数启动线程,该函数的第一个任务是发送它的 id 消息,例如,通常使用互斥锁和 condvars:

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>

struct tid_msg{
    pthread_mutex_t mx;
    pthread_cond_t cond;
    pid_t tid;
};
void *thr(void*A)
{
    struct tid_msg *msg = A;
    pid_t tid = syscall(SYS_gettid);
    pthread_mutex_lock(&msg->mx);
    msg->tid = tid;
    pthread_mutex_unlock(&msg->mx);
    pthread_cond_signal(&msg->cond);
    printf("my tid=%lu\n", (long unsigned)tid);
    return 0;
}
int main()
{
    struct tid_msg msg = { PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, PTHREAD_COND_INITIALIZER, -1 };
    pthread_t ptid;
    pthread_create(&ptid,0,thr,&msg);

    pthread_mutex_lock(&msg.mx);
    while(-1==msg.tid) pthread_cond_wait(&msg.cond,&msg.mx);
    pthread_mutex_unlock(&msg.mx);

    printf("their tid=%lu\n", (long unsigned)msg.tid);
    pthread_join(ptid,0);
}

或者简单地通过一个原子变量(在这里宽松的内存排序应该没问题, 但你可以安全地使用它并使用顺序一致的默认值):

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>
#include <stdatomic.h>

void *thr(void*A)
{
    _Atomic pid_t *tidp = A;
    pid_t tid;
    tid = syscall(SYS_gettid);
    atomic_store_explicit(tidp, tid, memory_order_relaxed);
    printf("my tid=%lu\n", (long unsigned)tid);
    return 0;
}
int main()
{
    _Atomic pid_t tid=-1;
    pthread_t ptid;
    pthread_create(&ptid,0,thr,&tid);

    while(-1==atomic_load_explicit(&tid,memory_order_relaxed)) ;

    printf("their tid=%lu\n", (long unsigned)tid);
    pthread_join(ptid,0);
}

【讨论】:

  • 这两个选项基本上都在等待 CV 旋转。我想知道哪个选项对性能更好?尤其是当有很多线程要管理时?非常感谢:)
  • @ShashankHegde 我敢打赌旋转版本(原子)。线程创建时间不应长到保证父线程进入睡眠状态。
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