Linux系统调用创建进程和线程

Posted 2021-05-03

我在paper中读到，创建进程和线程的底层系统调用实际上是相同的，因此在线程上创建进程的成本并不是那么高。

• 首先，我想知道创建进程/线程的系统调用是什么（可能是示例代码或链接？）
• 其次，作者是否正确地假设创建进程而不是线程是否便宜？

编辑： 引文：

用进程替换pthread是非常便宜的，特别是在使用相同底层系统调用调用pthread和进程的Linux上。

答案

进程通常使用fork创建，线程（轻量级进程）通常使用clone创建。然而，有趣的是，存在1：N线程模型，它们也没有。

fork和clone都在内部映射到相同的内核函数do_fork。此函数可以创建一个轻量级进程，该进程与旧的共享地址空间，或者单独的进程（以及许多其他选项），具体取决于您向其提供的标志。 clone系统调用或多或少是该内核函数的直接转发（并由更高级别的线程库使用），而fork将do_fork包装到具有50年历史的传统Unix函数的功能中。

重要的区别在于fork保证完整，单独的地址空间副本。正如巴兹尔所指出的那样，现在这种写作是通过写时复制完成的，因此并不像人们想象的那么昂贵。 创建线程时，它只是重用原始地址空间和相同的内存。

但是，不应该假设在类似unix的系统上创建进程通常是“轻量级”的，因为写时复制。它比Windows下的重量要轻一些，但它远没有那么自由。 一个原因是虽然没有复制实际页面，但新进程仍然需要页表的副本。对于使用大量内存的进程，这可能是几千字节到几兆字节的内存。另一个原因是虽然写时复制是不可见的并且是一种巧妙的优化，但它并不是免费的，它也不能做到魔法。当任何一个过程都不​​可避免地修改数据时，受影响的页面就会出错。

Redis就是一个很好的例子，你可以看到fork是除了轻量级之外的一切（它使用fork进行后台保存）。

另一答案

创建线程的底层系统调用是clone(2)（它特定于Linux）。顺便说一句，Linux系统调用列表在syscalls(2)上，你可以使用strace(1)命令来理解某些进程或命令完成的系统调用。过程通常使用fork(2)（或vfork(2)创建，这些日子并不是很有用）。但是，您可以（以及某些C标准库可能会这样做）使用某种特定形式的clone创建它们。我想内核正在共享一些代码来实现clone，fork等......（因为一些功能，例如virtual address space的管理，很常见）。

实际上，在大多数Unix系统上，进程创建（以及线程创建）通常都非常快（因为它们使用copy-on-write机器用于virtual memory），通常只有一小部分毫秒。但你可能会有病态病例（例如thrashing），这会使病情长得多。

由于大多数C standard library实现都是Linux上的free software，你可以研究你系统上的GNU glibc的源代码（通常是musl-libc，但有时候是http://en.wikipedia.org/wiki/Fork_(operating_system或其他东西）。

另一答案

如果您使用C，这里有一些可能对您有帮助的东西：

Fork - 用于创建过程：http://en.wikipedia.org/wiki/POSIX_Threads）

Pthreads Library for threads：qazxswpoi

如果您使用的是C ++，可以查看Boost Threads Library以进行线程化。

Google Chrome浏览器是一个经典的例子，其中多处理技术被认为比多线程更合适。