从线程 id 获取 pthread_t

Question

我找不到将线程 ID (pid_t) 转换为 pthread_t 的函数，这将允许我调用 pthread_cancel() 或 pthread_kill()。

即使 pthreads 不提供一个，是否有特定于 Linux 的功能？ 我认为不存在这样的功能，但我很乐意得到纠正。

背景

我很清楚，通常最好让线程通过条件变量等来管理自己的生命周期。

此用途用于测试目的。我正在尝试找到一种方法来测试应用程序在其中一个线程“死亡”时的行为。所以我真的在寻找一种方法来杀死一个线程。使用syscall(tgkill()) 会杀死进程，因此我提供了一种方法让测试人员为进程提供要杀死的线程的ID。我现在需要将该 id 转换为 pthread_t 以便我可以：

• 使用pthread_kill(tid,0) 检查其是否存在，然后
• 酌情致电pthread_kill() 或pthread_cancel()。

这可能将测试带到了不必要的极端。如果我真的想这样做，那么某种模拟 pthreads 实现可能会更好。

确实，如果您真的想要强大的隔离，您通常最好使用进程而不是线程。

Answer 1

我认为不存在这样的功能，但我很乐意得到纠正。

作为一种解决方法，我可以创建一个将&pthread_t 映射到pid_t 的表，并确保我始终通过一个向该表添加条目的包装器调用pthread_create()。这非常有效，允许我将 OS 线程 ID 转换为 pthread_t，然后我可以使用 pthread_cancel() 终止它。这是机制的sn-p：

typedef void* (*threadFunc)(void*);

static void* start_thread(void* arg)
{
  threadFunc threadRoutine = routine_to_start;
  record_thread_start(pthread_self(),syscall(SYS_gettid));
  routine_to_start = NULL; //let creating thread know its safe to continue
  return threadRoutine(arg);
}

Answer 2

明智的转换要求在 pthread_t 和 pid_t tid 之间存在 1:1 映射，NPTL 就是这种情况，但并非总是如此，而且并非每个 pthread 平台都如此。那就是……

两种选择：

A) 使用LD_PRELOAD 和dlsym 覆盖实际的pthread_create，并在那里跟踪每个pthread_t 及其对应的pid_t。要获取线程pid_t，您可以利用 pthread 私有标头对 pthread_t 进行不透明处理并访问其中的 pid_t，或者如果您想坚持使用记录在案的 API pthread_sigqueue 每个 pthread_t 线程原样创建并有一个sigaction 信号处理程序调用gettid 并将线程pid_t 传回给您，并在您的新pthread_create 和信号处理程序[1] 之间进行适当的同步。

B) 您可以从/proc/<process pid_t>/task/ 中读取pid_t 的所有线程。然后使用SYS_rt_tgsigqueueinfo[2] syscall 实现一个新函数thread_sigqueue，pthread_sigqueue 的 pid_t 变体，以便您可以向pid_t 线程发出信号，并从sigaction 信号处理程序调用@987654341 @ 以适当的同步等方式传递值。

注意事项：

1 - 我认为值得编写 2 个executeOnThread 变体（一个用于pthread_t，一个用于pid_t 样式线程ID）采用std::function<void()>（用于C++），或者一个void(*)(void*) 函数指针和void* 参数（对于C），以及SIGUSR1 那个线程来执行sigaction 中传递的函数，您还设置它来执行与调用线程的相关同步。能够使用 pthread_self、gettid、backtrace、getrusage 等与线程相关的 API 非常方便，而无需每次都设计自定义执行方案。

2 - SYS_rt_tgsigqueueinfo 是一个低级系统调用，用于实现 sigqueue/pthread_sigqueue，而不是应用程序使用，但仍然是一个记录在案的 API，我们使用它来实现sigqueue 的另一个变体，所以公平游戏恕我直言。