線程狀態Linux

A. linux查看進程線程

在Linux系統中，查看進程線程的方法主要有以下幾種：

1. 使用ps命令：

   • 具體命令：ps T p <進程ID>
   • 說明：該命令用於查看指定進程的線程。其中，T選項用於顯示線程，p選項用於指定進程ID。

2. 使用top命令：

   • 具體命令：top H
   • 說明：top命令是Linux中一個常用的性能監控工具。加上H選項後，top命令會顯示系統中所有線程的詳細信息。

總結： 要查看指定進程的線程，可以使用ps T p <進程ID>命令。 要查看系統中所有線程的詳細信息，可以使用top H命令。

B. Linux內核線程kernel thread詳解

Linux內核線程(kernel thread)是內核中的執行流，其設計目的是為了支持多線程並行執行，同時避免因阻塞操作導致的線程暫停。內核線程在內核態下運行，由內核負責調度，每個線程處於阻塞狀態時，不會影響其他線程的執行，因為線程是調度的基本單位。與用戶線程不同，內核線程只能訪問大於PAGE_OFFSET（在傳統x86_32系統上約為3G）的地址空間，這限制了其地址空間的大小。

內核線程由內核自身啟動，它們執行內核任務，如管理資源或響應用戶進程請求。內核線程有兩種類型：一種是直接由內核生成的線程，另一種則是通過特定介面創建的線程。這些線程通常與內核的其他部分並行運行，用於執行特定任務。

在Linux內核中，進程描述符(task_struct)包含與進程地址空間相關的欄位，如mm和active_mm。大多數系統將地址空間分為用戶層部分和內核空間部分。普通用戶進程的mm指向虛擬地址空間的用戶空間部分，而內核線程的mm為NULL，這使得內核可以優化地址轉換處理，避免頻繁切換虛擬地址空間。active_mm用於在內核線程切換時保持舊設置，確保用戶空間部分的內容在需要時可以訪問。

內核線程創建介面經歷了演化，從早期的kernel_create和daemonize介面到更現代的kthread_create和kthread_run介面，這些介面允許內核線程的創建被延遲到工作隊列中，從而簡化了創建過程。一個特殊內核線程kthreadd（在系統初始化時創建）負責定期檢查並執行工作隊列中的任務，從而創建新線程。

內核線程在系統進程中顯示為[]標識，與普通進程區分。它們共享內核地址空間，不具有獨立的地址空間，因此mm指針被設置為NULL。內核線程在內核空間運行，從不切換到用戶空間，且可以被調度和搶占。

創建內核線程的過程經歷了從低效復雜的早期介面到更簡潔的kthread_create和kthread_run介面的演變，這些介面通過將創建操作委託給一個專門的內核線程（如kthreadd）來簡化實現。工作隊列機制進一步優化了內核線程的創建過程，使得系統能夠動態分配線程數量，提高資源利用率。

內核線程通過將任務插入工作隊列中並在適當的時機執行，實現了創建過程的高效管理。kthread_create介面創建線程並將其插入工作隊列，而kthread_run介面則直接喚醒創建的線程開始執行。這些機制不僅簡化了內核線程的創建，還方便了用戶的編程。

內核線程的退出是通過調用do_exit函數或外部進程調用kthread_stop函數來實現的。退出過程中，線程會檢查並處理信號，以確保在退出前釋放資源，避免意外中斷。

總結，Linux內核線程是內核管理資源和執行特定任務的核心組件，它們在內核態下運行，共享內核地址空間，通過高效介面和工作隊列機制簡化了創建過程。在多線程環境中，內核線程提供了強大的並行執行能力，增強了內核的性能和靈活性。