c++ - 访问本地 linux 线程栈 (pthreads)

Question

我目前正在实现一个使用多线程但对总内存消耗有要求的应用程序。我想要一个主线程做 I/O 和几个 worker 做计算。

目前，我在主堆栈上有几个数据结构可供工作人员访问。我使用 OpenMP 进行工作分配。由于 master/worker 模式不能很好地与 OpenMP 配合使用，我想使用 pthreads 进行多线程处理。

我知道每个线程都维护一个本地栈，但是创建线程时栈到底会发生什么？

位于 master 堆栈上的数据结构是否可以被 worker 访问，或者我应该将它们移动到堆中吗？我还想避免数据重复，但不知道新线程是否会创建主堆栈的本地拷贝。

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编辑:自己找到了答案......

在阅读了 pthreads 使用的 clone() 系统调用的细节后，我意识到所有线程共享完整的虚拟内存。这意味着尽管线程使用它们自己的堆栈，但用于每个堆栈的内存区域仍然是共享的。

我写了一些代码来验证该行为:

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void* increment(void* value) {
        int* val = (int*) value;
        for(int i = 0; i < 100; i++) {
                ++(*val);
        }
        return 0;
}

int main(int argc, char** argv) {

        int stackvar = 0;

        pthread_t thread1, thread2;
        int iret1, iret2;

        iret1 = pthread_create( &thread1, NULL, increment, (void*) &stackvar );
        iret2 = pthread_create( &thread2, NULL, increment, (void*) &stackvar );

        pthread_join( thread1, NULL );
        pthread_join( thread2, NULL );

        printf("%i\n", stackvar);

        return 0;
}

由于输出为“200”，线程成功地操作了它们父线程的堆栈。

我认为互联网上的大多数资源都没有正确表达这一事实。线程确实在共享内存的意义上共享堆栈，但每个线程的堆栈指针都是私有(private)的。对于每个线程，共享 内存的一部分被分配为本地堆栈。

这也意味着父线程在堆栈上是否有大型数据结构并不重要，因为内存永远不会为线程复制。

Answer 1

是的，正如您所解释的，您可以分享您的堆栈。但是，一般情况下，您不应该这样做，除非在一些特殊情况下。您的示例程序存在数据竞争，因此纯属运气输出仅为 200(可能是因为您的操作系统实际上并未安排子程序同时运行。)

共享堆栈确实有​​意义的一种特殊情况是，当父级创建一些有趣的数据结构，然后将其传递给其子级时，子级访问数据结构只读。 p>

除了数据竞争之外，在堆栈而不是堆上共享还有另一件事可能会出错。父线程可以从创建子线程的过程中返回，因此堆栈数据可能不会在子线程的生命周期内保持有效。因此，如果 pthread_create() 调用和匹配的 pthread_join() 调用在同一范围内(就像它们在您的示例中一样)，您应该只共享堆栈数据。