1 线程ID获取方法
linux下获取线程有两种方法：
1）gettid或者类似gettid的方法
2）直接调用pthread_self()
gettid 获取的是内核中线程ID，而pthread_self 是posix描述的线程ID。
通过执行man手册，我们也能发现他们的区别：
SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
pid_t gettid(void);
Note: There is no glibc wrapper for this system call; see NOTES.
DESCRIPTION
gettid() returns the caller's thread ID (TID). In a single-threaded process, the thread ID is equal to the process ID (PID, as returned by getpid(2)). In
a multithreaded process, all threads have the same PID, but each one has a unique TID. For further details, see the discussion of CLONE_THREAD in clone(2).
对于单线程的进程，内核中tid==pid，对于多线程进程，他们有相同的pid，不同的tid。tid用于描述内核真实的pid和tid信息。
DESCRIPTION
The pthread_self() function returns the ID of the calling thread. This is the same value that is returned in *thread in the pthread_create(3) call that
created this thread.
RETURN VALUE
This function always succeeds, returning the calling thread's ID.
he thread ID returned by pthread_self() is not the same thing as the kernel thread ID returned by a call to gettid(2).
pthread_self返回的是posix定义的线程ID，man手册明确说明了和内核线程tid不同。它只是用来区分某个进程中不同的线程，当一个线程退出后，新创建的线程可以复用原来的id。
2 为什么需要两个ID描述线程？
通过执行如下代码， 我们也能发现他们的区别：
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <pthread.h>
- #include <sys/types.h>
- #include <sys/wait.h>
- //#include <sys/syscall.h>
- #define __NR_gettid 186
- void *f()
- {
- int status;
- printf( "begin: pid: %d, tid:%ld, self: %ld\n", getpid(), ( long int)syscall(__NR_gettid), pthread_self());
- int ret = fork();
- if(ret == ){
- printf( "[child] pid: %d, tid:%ld, self: %ld\n", getpid(), ( long int)syscall(__NR_gettid), pthread_self());
- } else if(ret > ){
- printf( "[parent] pid: %d, tid:%ld, self: %ld\n", getpid(), ( long int)syscall(__NR_gettid), pthread_self());
- waitpid( , &status, );
- }
- }
- int main()
- {
- int i = ;
- pthread_t pth[ ];
- while(i++< ){
- pthread_create(&pth[i], NULL, f, NULL);
- sleep( );
- }
- pause();
- }
描述线程的id，为什么需要两个不同的ID呢？这是因为线程库实际上由两部分组成：内核的线程支持+用户态的库支持(glibc)，Linux在早期内核不支持线程的时候glibc就在库中（用户态）以纤程（就是用户态线程）的方式支持多线程了，POSIX thread只要求了用户编程的调用接口对内核接口没有要求。
linux上的线程实现就是在内核支持的基础上以POSIX thread的方式对外封装了接口，所以才会有两个ID的问题。
3 内部实现
glibc中并没有直接提供gettid函数，与之类似的方法是执行系统调用。
在头文件 /usr/include/x86_64-linux-gnu/asm/unistd_64.h 中找到__NR_gettid 的定义：
#define __NR_gettid 186
gettid的包裹实现： syscall(__NR_gettid) glibc中有如下调用：
- #define CHECK_TPP_PRIORITY(normal, boosted) \
- do \
- { \
- pid_t tid = syscall (__NR_gettid); \
- \
- struct sched_param cep_sp; \
- int cep_policy; \
- if (pthread_getschedparam (pthread_self (), &cep_policy, \
- &cep_sp) != 0) \
- { \
- puts ("getschedparam failed"); \
- ret = 1; \
- } \
- else if (cep_sp.sched_priority != (normal)) \
- { \
- printf ("unexpected priority %d != %d\n", \
- cep_sp.sched_priority, (normal)); \
- } \
- if (syscall (__NR_sched_getparam, tid, &cep_sp) == 0 \
- && cep_sp.sched_priority != (boosted)) \
- { \
- printf ("unexpected boosted priority %d != %d\n", \
- cep_sp.sched_priority, (boosted)); \
- ret = 1; \
- } \
- } \
- while (0)
tid在内核中就是一个普通进程。
在glibc源码中，发现posix中pthread_self的实现如下：
- pthread_t
- __pthread_self ( void)
- {
- return ( pthread_t) THREAD_SELF;
- }
- strong_alias (__pthread_self, pthread_self)
- # define THREAD_SELF \
- ({ struct pthread *__self; \
- asm ("mov %%fs:%c1,%0" : "=r" (__self) \
- : "i" (offsetof (struct pthread, header.self))); \
- __self;})
- struct pthread
- {
- union
- {
- #if !TLS_DTV_AT_TP
- /* This overlaps the TCB as used for TLS without threads (see tls.h). */
- tcbhead_t header;
- #else
- struct
- {
- int multiple_threads;
- int gscope_flag;
- # ifndef __ASSUME_PRIVATE_FUTEX
- int private_futex;
- # endif
- } header;
- #endif
- typedef struct
- {
- void *tcb; /* Pointer to the TCB. Not necessarily the
- thread descriptor used by libpthread. */
- dtv_t *dtv;
- void *self; /* Pointer to the thread descriptor. */
- int multiple_threads;
- int gscope_flag;
- uintptr_t sysinfo;
- uintptr_t stack_guard;
- uintptr_t pointer_guard;
- unsigned long int vgetcpu_cache[2];
- # ifndef __ASSUME_PRIVATE_FUTEX
- int private_futex;
- # else
- int __glibc_reserved1;
- # endif
- int rtld_must_xmm_save;
- /* Reservation of some values for the TM ABI. */
- void *__private_tm[4];
- /* GCC split stack support. */
- void *__private_ss;
- long int __glibc_reserved2;
- /* Have space for the post-AVX register size. */
- __128bits rtld_savespace_sse[8][4] __attribute__ ((aligned (32)));
- void *__padding[8];
- } tcbhead_t;
#define offsetof(Type, Member) ((size_t) &((Type *) NULL)->Member)
pthread_self 即是获取线程控制块tcb首地址 相对于进程数据的段的偏移， 注：pthread_create也是返回该值。
4 总结
gettid 获取的是内核中真实线程ID, 对于多线程进程来说，每个tid实际是不一样的。
而pthread_self获取的是相对于进程的线程控制块的首地址， 只是用来描述统一进程中的不同线程，
例子中，在线程中调用fork，只会将当前活动线程设置为活动（其他线程终止），且进程使用的都是虚拟地址，所以产生的pthread_self() 是相同的。
上述不匹配，对程序的实际运行，并没有影响，因为他们的tid是不同的。
本文中有关线程模型的基础知识，请参见：
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-threading.html
1 线程ID获取方法
linux下获取线程有两种方法：
1）gettid或者类似gettid的方法
2）直接调用pthread_self()
gettid 获取的是内核中线程ID，而pthread_self 是posix描述的线程ID。
通过执行man手册，我们也能发现他们的区别：
SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
pid_t gettid(void);
Note: There is no glibc wrapper for this system call; see NOTES.
DESCRIPTION
gettid() returns the caller's thread ID (TID). In a single-threaded process, the thread ID is equal to the process ID (PID, as returned by getpid(2)). In
a multithreaded process, all threads have the same PID, but each one has a unique TID. For further details, see the discussion of CLONE_THREAD in clone(2).
对于单线程的进程，内核中tid==pid，对于多线程进程，他们有相同的pid，不同的tid。tid用于描述内核真实的pid和tid信息。
DESCRIPTION
The pthread_self() function returns the ID of the calling thread. This is the same value that is returned in *thread in the pthread_create(3) call that
created this thread.
RETURN VALUE
This function always succeeds, returning the calling thread's ID.
he thread ID returned by pthread_self() is not the same thing as the kernel thread ID returned by a call to gettid(2).
pthread_self返回的是posix定义的线程ID，man手册明确说明了和内核线程tid不同。它只是用来区分某个进程中不同的线程，当一个线程退出后，新创建的线程可以复用原来的id。
2 为什么需要两个ID描述线程？
通过执行如下代码， 我们也能发现他们的区别：
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <pthread.h>
- #include <sys/types.h>
- #include <sys/wait.h>
- //#include <sys/syscall.h>
- #define __NR_gettid 186
- void *f()
- {
- int status;
- printf( "begin: pid: %d, tid:%ld, self: %ld\n", getpid(), ( long int)syscall(__NR_gettid), pthread_self());
- int ret = fork();
- if(ret == ){
- printf( "[child] pid: %d, tid:%ld, self: %ld\n", getpid(), ( long int)syscall(__NR_gettid), pthread_self());
- } else if(ret > ){
- printf( "[parent] pid: %d, tid:%ld, self: %ld\n", getpid(), ( long int)syscall(__NR_gettid), pthread_self());
- waitpid( , &status, );
- }
- }
- int main()
- {
- int i = ;
- pthread_t pth[ ];
- while(i++< ){
- pthread_create(&pth[i], NULL, f, NULL);
- sleep( );
- }
- pause();
- }
描述线程的id，为什么需要两个不同的ID呢？这是因为线程库实际上由两部分组成：内核的线程支持+用户态的库支持(glibc)，Linux在早期内核不支持线程的时候glibc就在库中（用户态）以纤程（就是用户态线程）的方式支持多线程了，POSIX thread只要求了用户编程的调用接口对内核接口没有要求。
linux上的线程实现就是在内核支持的基础上以POSIX thread的方式对外封装了接口，所以才会有两个ID的问题。
3 内部实现
glibc中并没有直接提供gettid函数，与之类似的方法是执行系统调用。
在头文件 /usr/include/x86_64-linux-gnu/asm/unistd_64.h 中找到__NR_gettid 的定义：
#define __NR_gettid 186
gettid的包裹实现： syscall(__NR_gettid) glibc中有如下调用：
- #define CHECK_TPP_PRIORITY(normal, boosted) \
- do \
- { \
- pid_t tid = syscall (__NR_gettid); \
- \
- struct sched_param cep_sp; \
- int cep_policy; \
- if (pthread_getschedparam (pthread_self (), &cep_policy, \
- &cep_sp) != 0) \
- { \
- puts ("getschedparam failed"); \
- ret = 1; \
- } \
- else if (cep_sp.sched_priority != (normal)) \
- { \
- printf ("unexpected priority %d != %d\n", \
- cep_sp.sched_priority, (normal)); \
- } \
- if (syscall (__NR_sched_getparam, tid, &cep_sp) == 0 \
- && cep_sp.sched_priority != (boosted)) \
- { \
- printf ("unexpected boosted priority %d != %d\n", \
- cep_sp.sched_priority, (boosted)); \
- ret = 1; \
- } \
- } \
- while (0)
tid在内核中就是一个普通进程。
在glibc源码中，发现posix中pthread_self的实现如下：
- pthread_t
- __pthread_self ( void)
- {
- return ( pthread_t) THREAD_SELF;
- }
- strong_alias (__pthread_self, pthread_self)
- # define THREAD_SELF \
- ({ struct pthread *__self; \
- asm ("mov %%fs:%c1,%0" : "=r" (__self) \
- : "i" (offsetof (struct pthread, header.self))); \
- __self;})
- struct pthread
- {
- union
- {
- #if !TLS_DTV_AT_TP
- /* This overlaps the TCB as used for TLS without threads (see tls.h). */
- tcbhead_t header;
- #else
- struct
- {
- int multiple_threads;
- int gscope_flag;
- # ifndef __ASSUME_PRIVATE_FUTEX
- int private_futex;
- # endif
- } header;
- #endif
- typedef struct
- {
- void *tcb; /* Pointer to the TCB. Not necessarily the
- thread descriptor used by libpthread. */
- dtv_t *dtv;
- void *self; /* Pointer to the thread descriptor. */
- int multiple_threads;
- int gscope_flag;
- uintptr_t sysinfo;
- uintptr_t stack_guard;
- uintptr_t pointer_guard;
- unsigned long int vgetcpu_cache[2];
- # ifndef __ASSUME_PRIVATE_FUTEX
- int private_futex;
- # else
- int __glibc_reserved1;
- # endif
- int rtld_must_xmm_save;
- /* Reservation of some values for the TM ABI. */
- void *__private_tm[4];
- /* GCC split stack support. */
- void *__private_ss;
- long int __glibc_reserved2;
- /* Have space for the post-AVX register size. */
- __128bits rtld_savespace_sse[8][4] __attribute__ ((aligned (32)));
- void *__padding[8];
- } tcbhead_t;
#define offsetof(Type, Member) ((size_t) &((Type *) NULL)->Member)
pthread_self 即是获取线程控制块tcb首地址 相对于进程数据的段的偏移， 注：pthread_create也是返回该值。
4 总结
gettid 获取的是内核中真实线程ID, 对于多线程进程来说，每个tid实际是不一样的。
而pthread_self获取的是相对于进程的线程控制块的首地址， 只是用来描述统一进程中的不同线程，
例子中，在线程中调用fork，只会将当前活动线程设置为活动（其他线程终止），且进程使用的都是虚拟地址，所以产生的pthread_self() 是相同的。
上述不匹配，对程序的实际运行，并没有影响，因为他们的tid是不同的。
本文中有关线程模型的基础知识，请参见：
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-threading.html
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