多線程 - 你知道線程棧嗎

問題

1. local 變量的壓棧和出棧過程
void func1(){
    int a = 0;
    int b = 0;
}
系統中有一個棧頂指針，每次分配和回收local 變量時，其實就是移動棧指針。

2. static local變量的分配風險
void func2(){
    static int a = 0;
}
這個變量a可能會被分配多次，因為如果func2可能同時被多個線程調用，也就是函數在分配內存時是可能出現線程切換的。

問題：
如
void func3(){
int a;
int b;
}

void func4(){
int c;
int d;
}
假設，func3和func4分別被兩個線程調用，並且func3先於func4執行，並且4個變量壓棧的順序分別是a、b、c、d。按照上面第1個說明，這個時候棧頂指針指向d。
如果，這個時候func3先執行完，那么這個時候，系統要回收b和a，但是b並不在棧頂，所以，無法移動棧頂指針，所以，b和a無法回收。最復雜的情況可能如下，壓棧的順序是a、c、d、b，這個時候b可以正常回收。當要回收a時，會不會誤把d當作a給回收了？應該怎么解釋這個問題呢。
顯然，事實上並非上面所述，因為線程里有一個很重要的屬性stacksize，它讓我們隱約感覺到，線程是擁有私有的棧空間的，如果這樣，abcd的壓棧出棧就不會有問題了，因為他們並不保存在一起。

pthread線程棧

 

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

void* thread1(void* a)
{
	char m[8388608];
	printf("thread1\n");
}

int main(){
	pthread_t pthread_id;
	pthread_attr_t thread_attr;
	int status;

	status = pthread_attr_init(&thread_attr);
	if(status != 0)
		printf("init error\n");

	size_t stacksize = 100;
	status = pthread_attr_getstacksize(&thread_attr, &stacksize);
	printf("stacksize(%d)\n", stacksize);
	//printf("size(%d)\n", sizeof(int));

	status = pthread_create(&pthread_id, NULL, thread1, NULL);
	while(1)
	{}
	return 0;
}

運行結果：

 

stacksize(8388608)
段錯誤

分析

pthread_attr_getstacksize可以獲得線程的私有棧的大小，我這個機器是8388608字節，為8M，也就是私有棧最大是8M，所以，創建的一個線程函數里有個局部數組長度為8M，顯示段錯誤（雖然數組大小和私有棧一樣大，但是私有棧除了分配局部變量外，還要保存一些管理信息，所以肯定要小於8M），如果將數組長度減小一定的值，就可以看到thread1函數的打印信息。

pthread線程內存布局

我們從圖上可以看出，兩個線程之間的棧是獨立的，其他是共享的，所以，在操作共享區域的時候才有可能出現同步需要，操作棧不需要同步。

最后我們知道，pthread也提供了私有堆機制，關於私有堆機制在以后說明。