Linux学习笔记(06-11)线程优先级
2015-06-11 17:23
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调度策略
posix提供了
int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *attr, int *policy);函数来获取所
使用的调度策略,它们是:SCHED_FIFO, SCHED_RR 和 SCHED_OTHER。
可以使用
int sched_get_priority_max(int policy);
int sched_get_priority_min(int policy);
来获取线程线程可是设置的最大和最小的优先级值,如果调用成功就返回最大和最小的优先级值,否则返回-1。
SCHED_OTHER是不支持优先级使用的,而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用,他们分别为1和99,
数值越大优先级越高。
设置线程的优先级
int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *attr, const struct sched_param *param);
int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *attr, struct sched_param *param);
上面两个函数分别用于设置线程的优先级,struct sched_param的定义如下
struct sched_param
{
int __sched_priority; //所要设定的线程优先级
};
线程的属性
线程的属性由pthread_attr_t结构类型表示。
在使用pthread_attr_t之前,需要调用pthread_attr_init对其初始化。pthread_attr_init为pthread_attr_t结构里面的各个属性设置默认值。程序可以修改这些值,定制线程的各个属性。在使用完pthread_attr_t后,需要调用pthread_attr_destroy,完成一些清理工作。
int pthread_attr_init ( pthread_attr_t *attr );
int pthread_attr_destroy ( pthread_attr_t *attr );
获取和设置pthread_attr_t结构里面的各个属性
(1)分离状态(detached state):若线程终止时,线程处于分离状态,系统不保留线程终止的状态。当不需要线程的终止状态时,可以分离线程(调用pthread_detach 函数)。若在线程创建的时候,就已经知道以后不需要使用线程的终止状态时,可以在线程创建属性里面指定该状态,那么线程一开始就处于分离状态。通过下面两个函数,设置和获取线程的分离属性。
int pthread_attr_getdetachstate ( const pthread_attr_t *attr, int *state );
int pthread_attr_setdetachstate ( pthread_attr_t *attr, int state );
该属性的可选值有:PTHREAD_CREATE_DETACHED、PTHREAD_CREATE_JOINABLE。
(2)栈地址(stack address):POSIX.1定义了两个常量_POSIX_THREAD_ATTR_STACKADDR 和_POSIX_THREAD_ATTR_STACKSIZE检测系统是否支持栈属性。当然也可以给sysconf函数传递_SC_THREAD_ATTR_STACKADDR或 _SC_THREAD_ATTR_STACKSIZE来进行检测。当进程栈地址空间不够用时,指定新建线程使用由malloc分配的空间作为自己的栈空间。通过pthread_attr_setstackaddr和pthread_attr_getstackaddr两个函数分别设置和获取线程的栈地址。传给pthread_attr_setstackaddr函数的地址是缓冲区的低地址(不一定是栈的开始地址,栈可能从高地址往低地址增长)。
int pthread_attr_getstackaddr ( const pthread_attr_t *attr, void **addr );
int pthread_attr_setstackaddr ( pthread_attr_t *attr, void *addr );
(3)栈大小(stack size):当系统中有很多线程时,可能需要减小每个线程栈的默认大小,防止进程的地址空间不够用;当线程调用的函数会分配很大的局部变量或者函数调用层次很深时,可能需要增大线程栈的默认大小。函数pthread_attr_getstacksize和 pthread_attr_setstacksize被提供。
int pthread_attr_getstacksize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *size );
int pthread_attr_setstacksize ( pthread_attr_t *attr, size_t size );
函数pthread_attr_getstack和pthread_attr_setstack函数可以同时操作栈地址和栈大小两个属性:
int pthread_attr_getstack ( const pthread_attr_t *attr, void **stackaddr, size_t *size );
int pthread_attr_setstack ( pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t size );
(4)栈保护区大小(stack guard size):在线程栈顶留出一段空间,防止栈溢出。当栈指针进入这段保护区时,系统会发出错误,通常是发送信号给线程。该属性默认值是PAGESIZE大小,该属性被设置时,系统会自动将该属性大小补齐为页大小的整数倍。当改变栈地址属性时,栈保护区大小通常清零。
int pthread_attr_getguardsize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *guardsize );
int pthread_attr_setguardsize ( pthread_attr_t *attr, size_t guardsize );
(5)线程优先级(priority):新线程的优先级为 0。
int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *restrict attr, struct sched_param *restrict param);
int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *restrict attr, const struct sched_param *restrict param);
(6)继承父进程优先级(inheritsched):新线程不继承父线程调度优先级(PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)
(7)调度策略(schedpolicy):新线程使用 SCHED_OTHER 调度策略。线程一旦开始运行,直到被抢占或者直到线程阻塞或停止为止。
int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t* attr, int policy)
int pthread_attr_setschedparam (pthread_attr_t* attr, struct sched_param* param);
(8)争用范围(scope)建立线程的争用范围(PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 或 PTHREAD_SCOPE_PROCESS)。使用 PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 时,此线程将与系统中的所有线程进行竞争。使用 PTHREAD_SCOPE_PROCESS 时,此线程将与进程中的其他线程进行竞争。这个又叫绑定状态,PTHREAD_SCOPE_SYSTEM(绑定的)和PTHREAD_SCOPE_PROCESS(非绑定的)。具有不同范围状态的线程可以在同一个系统甚至同一个进程中共存。进程范围只允许这种线程与同一进程中的其他线程争用资源,而系统范围则允许此类线程与系统内的其他所有线程争用资源。
int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *restrict attr, int *restrict contentionscope);
int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr, int contentionscope);
(9)线程并行级别(concurrency)应用程序使用 pthread_setconcurrency() 通知系统其所需的并发级别。
int pthread_getconcurrency(void);
int pthread_setconcurrency(int new_level);
SCHED_FIFO
如果调用进程具有有效的用户 ID 0,则争用范围为系统 (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM) 的先入先出线程属于实时 (RT) 调度类。如果这些线程未被优先级更高的线程抢占,则会继续处理该线程,直到该线程放弃或阻塞为止。对于具有进程争用范围 (PTHREAD_SCOPE_PROCESS)) 的线程或其调用进程没有有效用户 ID 0 的线程,请使用 SCHED_FIFO。SCHED_FIFO 基于 TS 调度类。
SCHED_RR
如果调用进程具有有效的用户 ID 0,则争用范围为系统 (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM)) 的循环线程属于实时 (RT) 调度类。如果这些线程未被优先级更高的线程抢占,并且这些线程没有放弃或阻塞,则在系统确定的时间段内将一直执行这些线程。对于具有进程争用范围 (PTHREAD_SCOPE_PROCESS) 的线程,请使用 SCHED_RR(基于 TS 调度类)。此外,这些线程的调用进程没有有效的用户 ID 0。
例:
创建优先级为50的线程。
pthread_attr_t attr;
struct sched_param param;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_RR);
param.sched_priority = 50;
p
4000
thread_attr_setschedparam(&attr, ¶m);
pthread_create(&threadid, &attr, &threadfunc, NULL);
pthread_attr_destroy(&attr);
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <assert.h>
static int api_get_thread_policy (pthread_attr_t *attr)
{
int policy;
int rs = pthread_attr_getschedpolicy (attr, &policy);
assert (rs == 0);
switch (policy)
{
case SCHED_FIFO:
printf ("policy = SCHED_FIFO\n");
break;
case SCHED_RR:
printf ("policy = SCHED_RR");
break;
case SCHED_OTHER:
printf ("policy = SCHED_OTHER\n");
break;
default:
printf ("policy = UNKNOWN\n");
break;
}
return policy;
}
static void api_show_thread_priority (pthread_attr_t *attr,int policy)
{
int priority = sched_get_priority_max (policy);
assert (priority != -1);
printf ("max_priority = %d\n", priority);
priority = sched_get_priority_min (policy);
assert (priority != -1);
printf ("min_priority = %d\n", priority);
}
static int api_get_thread_priority (pthread_attr_t *attr)
{
struct sched_param param;
int rs = pthread_attr_getschedparam (attr, ¶m);
assert (rs == 0);
printf ("priority = %d\n", param.__sched_priority);
return param.__sched_priority;
}
static void api_set_thread_policy (pthread_attr_t *attr,int policy)
{
int rs = pthread_attr_setschedpolicy (attr, policy);
assert (rs == 0);
api_get_thread_policy (attr);
}
int main(void)
{
pthread_attr_t attr; // 线程属性
struct sched_param sched; // 调度策略
int rs;
/*
* 对线程属性初始化
* 初始化完成以后,pthread_attr_t 结构所包含的结构体
* 就是操作系统实现支持的所有线程属性的默认值
*/
rs = pthread_attr_init (&attr);
assert (rs == 0); // 如果 rs 不等于 0,程序 abort() 退出
/* 获得当前调度策略 */
int policy = api_get_thread_policy (&attr);
/* 显示当前调度策略的线程优先级范围 */
printf ("Show current configuration of priority\n");
api_show_thread_priority(&attr, policy);
/* 获取 SCHED_FIFO 策略下的线程优先级范围 */
printf ("show SCHED_FIFO of priority\n");
api_show_thread_priority(&attr, SCHED_FIFO);
/* 获取 SCHED_RR 策略下的线程优先级范围 */
printf ("show SCHED_RR of priority\n");
api_show_thread_priority(&attr, SCHED_RR);
/* 显示当前线程的优先级 */
printf ("show priority of current thread\n");
int priority = api_get_thread_priority (&attr);
/* 手动设置调度策略 */
printf ("Set thread policy\n");
printf ("set SCHED_FIFO policy\n");
api_set_thread_policy(&attr, SCHED_FIFO);
printf ("set SCHED_RR policy\n");
api_set_thread_policy(&attr, SCHED_RR);
/* 还原之前的策略 */
printf ("Restore current policy\n");
api_set_thread_policy (&attr, policy);
/*
* 反初始化 pthread_attr_t 结构
* 如果 pthread_attr_init 的实现对属性对象的内存空间是动态分配的,
* phread_attr_destory 就会释放该内存空间
*/
rs = pthread_attr_destroy (&attr);
assert (rs == 0);
return 0;
}
posix提供了
int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *attr, int *policy);函数来获取所
使用的调度策略,它们是:SCHED_FIFO, SCHED_RR 和 SCHED_OTHER。
可以使用
int sched_get_priority_max(int policy);
int sched_get_priority_min(int policy);
来获取线程线程可是设置的最大和最小的优先级值,如果调用成功就返回最大和最小的优先级值,否则返回-1。
SCHED_OTHER是不支持优先级使用的,而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用,他们分别为1和99,
数值越大优先级越高。
设置线程的优先级
int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *attr, const struct sched_param *param);
int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *attr, struct sched_param *param);
上面两个函数分别用于设置线程的优先级,struct sched_param的定义如下
struct sched_param
{
int __sched_priority; //所要设定的线程优先级
};
线程的属性
线程的属性由pthread_attr_t结构类型表示。
在使用pthread_attr_t之前,需要调用pthread_attr_init对其初始化。pthread_attr_init为pthread_attr_t结构里面的各个属性设置默认值。程序可以修改这些值,定制线程的各个属性。在使用完pthread_attr_t后,需要调用pthread_attr_destroy,完成一些清理工作。
int pthread_attr_init ( pthread_attr_t *attr );
int pthread_attr_destroy ( pthread_attr_t *attr );
获取和设置pthread_attr_t结构里面的各个属性
(1)分离状态(detached state):若线程终止时,线程处于分离状态,系统不保留线程终止的状态。当不需要线程的终止状态时,可以分离线程(调用pthread_detach 函数)。若在线程创建的时候,就已经知道以后不需要使用线程的终止状态时,可以在线程创建属性里面指定该状态,那么线程一开始就处于分离状态。通过下面两个函数,设置和获取线程的分离属性。
int pthread_attr_getdetachstate ( const pthread_attr_t *attr, int *state );
int pthread_attr_setdetachstate ( pthread_attr_t *attr, int state );
该属性的可选值有:PTHREAD_CREATE_DETACHED、PTHREAD_CREATE_JOINABLE。
(2)栈地址(stack address):POSIX.1定义了两个常量_POSIX_THREAD_ATTR_STACKADDR 和_POSIX_THREAD_ATTR_STACKSIZE检测系统是否支持栈属性。当然也可以给sysconf函数传递_SC_THREAD_ATTR_STACKADDR或 _SC_THREAD_ATTR_STACKSIZE来进行检测。当进程栈地址空间不够用时,指定新建线程使用由malloc分配的空间作为自己的栈空间。通过pthread_attr_setstackaddr和pthread_attr_getstackaddr两个函数分别设置和获取线程的栈地址。传给pthread_attr_setstackaddr函数的地址是缓冲区的低地址(不一定是栈的开始地址,栈可能从高地址往低地址增长)。
int pthread_attr_getstackaddr ( const pthread_attr_t *attr, void **addr );
int pthread_attr_setstackaddr ( pthread_attr_t *attr, void *addr );
(3)栈大小(stack size):当系统中有很多线程时,可能需要减小每个线程栈的默认大小,防止进程的地址空间不够用;当线程调用的函数会分配很大的局部变量或者函数调用层次很深时,可能需要增大线程栈的默认大小。函数pthread_attr_getstacksize和 pthread_attr_setstacksize被提供。
int pthread_attr_getstacksize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *size );
int pthread_attr_setstacksize ( pthread_attr_t *attr, size_t size );
函数pthread_attr_getstack和pthread_attr_setstack函数可以同时操作栈地址和栈大小两个属性:
int pthread_attr_getstack ( const pthread_attr_t *attr, void **stackaddr, size_t *size );
int pthread_attr_setstack ( pthread_attr_t *attr, void *stackaddr, size_t size );
(4)栈保护区大小(stack guard size):在线程栈顶留出一段空间,防止栈溢出。当栈指针进入这段保护区时,系统会发出错误,通常是发送信号给线程。该属性默认值是PAGESIZE大小,该属性被设置时,系统会自动将该属性大小补齐为页大小的整数倍。当改变栈地址属性时,栈保护区大小通常清零。
int pthread_attr_getguardsize ( const pthread_attr_t *attr, size_t *guardsize );
int pthread_attr_setguardsize ( pthread_attr_t *attr, size_t guardsize );
(5)线程优先级(priority):新线程的优先级为 0。
int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *restrict attr, struct sched_param *restrict param);
int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *restrict attr, const struct sched_param *restrict param);
(6)继承父进程优先级(inheritsched):新线程不继承父线程调度优先级(PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)
(7)调度策略(schedpolicy):新线程使用 SCHED_OTHER 调度策略。线程一旦开始运行,直到被抢占或者直到线程阻塞或停止为止。
int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t* attr, int policy)
int pthread_attr_setschedparam (pthread_attr_t* attr, struct sched_param* param);
(8)争用范围(scope)建立线程的争用范围(PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 或 PTHREAD_SCOPE_PROCESS)。使用 PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 时,此线程将与系统中的所有线程进行竞争。使用 PTHREAD_SCOPE_PROCESS 时,此线程将与进程中的其他线程进行竞争。这个又叫绑定状态,PTHREAD_SCOPE_SYSTEM(绑定的)和PTHREAD_SCOPE_PROCESS(非绑定的)。具有不同范围状态的线程可以在同一个系统甚至同一个进程中共存。进程范围只允许这种线程与同一进程中的其他线程争用资源,而系统范围则允许此类线程与系统内的其他所有线程争用资源。
int pthread_attr_getscope(const pthread_attr_t *restrict attr, int *restrict contentionscope);
int pthread_attr_setscope(pthread_attr_t *attr, int contentionscope);
(9)线程并行级别(concurrency)应用程序使用 pthread_setconcurrency() 通知系统其所需的并发级别。
int pthread_getconcurrency(void);
int pthread_setconcurrency(int new_level);
SCHED_FIFO
如果调用进程具有有效的用户 ID 0,则争用范围为系统 (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM) 的先入先出线程属于实时 (RT) 调度类。如果这些线程未被优先级更高的线程抢占,则会继续处理该线程,直到该线程放弃或阻塞为止。对于具有进程争用范围 (PTHREAD_SCOPE_PROCESS)) 的线程或其调用进程没有有效用户 ID 0 的线程,请使用 SCHED_FIFO。SCHED_FIFO 基于 TS 调度类。
SCHED_RR
如果调用进程具有有效的用户 ID 0,则争用范围为系统 (PTHREAD_SCOPE_SYSTEM)) 的循环线程属于实时 (RT) 调度类。如果这些线程未被优先级更高的线程抢占,并且这些线程没有放弃或阻塞,则在系统确定的时间段内将一直执行这些线程。对于具有进程争用范围 (PTHREAD_SCOPE_PROCESS) 的线程,请使用 SCHED_RR(基于 TS 调度类)。此外,这些线程的调用进程没有有效的用户 ID 0。
例:
创建优先级为50的线程。
pthread_attr_t attr;
struct sched_param param;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_RR);
param.sched_priority = 50;
p
4000
thread_attr_setschedparam(&attr, ¶m);
pthread_create(&threadid, &attr, &threadfunc, NULL);
pthread_attr_destroy(&attr);
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <assert.h>
static int api_get_thread_policy (pthread_attr_t *attr)
{
int policy;
int rs = pthread_attr_getschedpolicy (attr, &policy);
assert (rs == 0);
switch (policy)
{
case SCHED_FIFO:
printf ("policy = SCHED_FIFO\n");
break;
case SCHED_RR:
printf ("policy = SCHED_RR");
break;
case SCHED_OTHER:
printf ("policy = SCHED_OTHER\n");
break;
default:
printf ("policy = UNKNOWN\n");
break;
}
return policy;
}
static void api_show_thread_priority (pthread_attr_t *attr,int policy)
{
int priority = sched_get_priority_max (policy);
assert (priority != -1);
printf ("max_priority = %d\n", priority);
priority = sched_get_priority_min (policy);
assert (priority != -1);
printf ("min_priority = %d\n", priority);
}
static int api_get_thread_priority (pthread_attr_t *attr)
{
struct sched_param param;
int rs = pthread_attr_getschedparam (attr, ¶m);
assert (rs == 0);
printf ("priority = %d\n", param.__sched_priority);
return param.__sched_priority;
}
static void api_set_thread_policy (pthread_attr_t *attr,int policy)
{
int rs = pthread_attr_setschedpolicy (attr, policy);
assert (rs == 0);
api_get_thread_policy (attr);
}
int main(void)
{
pthread_attr_t attr; // 线程属性
struct sched_param sched; // 调度策略
int rs;
/*
* 对线程属性初始化
* 初始化完成以后,pthread_attr_t 结构所包含的结构体
* 就是操作系统实现支持的所有线程属性的默认值
*/
rs = pthread_attr_init (&attr);
assert (rs == 0); // 如果 rs 不等于 0,程序 abort() 退出
/* 获得当前调度策略 */
int policy = api_get_thread_policy (&attr);
/* 显示当前调度策略的线程优先级范围 */
printf ("Show current configuration of priority\n");
api_show_thread_priority(&attr, policy);
/* 获取 SCHED_FIFO 策略下的线程优先级范围 */
printf ("show SCHED_FIFO of priority\n");
api_show_thread_priority(&attr, SCHED_FIFO);
/* 获取 SCHED_RR 策略下的线程优先级范围 */
printf ("show SCHED_RR of priority\n");
api_show_thread_priority(&attr, SCHED_RR);
/* 显示当前线程的优先级 */
printf ("show priority of current thread\n");
int priority = api_get_thread_priority (&attr);
/* 手动设置调度策略 */
printf ("Set thread policy\n");
printf ("set SCHED_FIFO policy\n");
api_set_thread_policy(&attr, SCHED_FIFO);
printf ("set SCHED_RR policy\n");
api_set_thread_policy(&attr, SCHED_RR);
/* 还原之前的策略 */
printf ("Restore current policy\n");
api_set_thread_policy (&attr, policy);
/*
* 反初始化 pthread_attr_t 结构
* 如果 pthread_attr_init 的实现对属性对象的内存空间是动态分配的,
* phread_attr_destory 就会释放该内存空间
*/
rs = pthread_attr_destroy (&attr);
assert (rs == 0);
return 0;
}
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