第98次调用pthread\u create（）失败

Question

我正在运行以下程序。它只会创建直接消亡的线程。

我发现，在93到98次（略有不同）成功调用之后，对pthread\u create（）的下一次调用都会失败，错误为11：资源暂时不可用。我认为我正在正确关闭线程，因此它应该放弃它拥有的任何资源，但有些资源变得不可用。

程序的第一个参数允许我设置调用pthread\u create（）的间隔，但通过使用不同的值进行测试，我了解到间隔并不重要（好吧，我会在前面得到错误）：成功调用的次数将是相同的。

程序的第二个参数允许我在调用失败后设置睡眠间隔，但间隔的长度似乎没有任何区别。

我在这里碰到哪个天花板？

编辑：在doSomething（）中发现错误：将lock更改为unlock，程序运行正常。问题仍然是：哪些资源因错误未纠正而耗尽？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>

pthread_mutex_t doSomethingLock;

void milliSleep(unsigned int milliSeconds)
{
    struct timespec ts;

    ts.tv_sec = floorf(((float)milliSeconds / 1000));
    ts.tv_nsec = ((((float)milliSeconds / 1000) - ts.tv_sec)) * 1000000000;
    nanosleep(&ts, NULL);
}

void *doSomething(void *args)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    pthread_mutex_lock(&doSomethingLock);
    pthread_exit(NULL);
}


int main(int argc, char **argv)
{
    pthread_t doSomethingThread;
    pthread_mutexattr_t attr;
    int threadsCreated = 0;


    if (argc != 3)
    {
        fprintf(stderr, "usage: demo <interval between pthread_create() in ms> <time to wait after fail in ms>\n");
        exit(1);
    }

    pthread_mutexattr_init(&attr);
    pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP);
    pthread_mutex_init(&doSomethingLock, &attr);

    while (1)
    {
        pthread_mutex_lock(&doSomethingLock);
        if (pthread_create(&doSomethingThread, NULL, doSomething, NULL) != 0)
        {
            fprintf(stderr, "%d pthread_create(): error %d, %m\n", threadsCreated, errno);
            milliSleep(atoi(argv[2]));
        }
        else threadsCreated++;
        milliSleep(atoi(argv[1]));
    }
}

Answer 1

您的程序不会“创建简单消失的线程”。它没有做你认为它做的事情。

首先，pthread_mutex_unlock（）只解锁已被同一线程锁定的pthread_mutex_t。互斥锁是这样工作的：它们只能由锁定它们的同一线程解锁。如果您想要信号量信号量的行为，请使用信号量。

您的示例代码创建了一个递归互斥体，函数将尝试锁定该互斥体。因为它由原始线程持有，所以它会阻塞（等待互斥体在调用pthread\u mutex\u lock（）时变为空闲）。因为原始线程从未释放锁，所以只需在doSomethingLock互斥锁的顶部堆积新线程。

互斥体的递归性仅仅意味着线程可以多次锁定互斥体；它必须解锁相同次数的互斥锁才能实际释放。

如果您将doThings（）中的pthread_mutex_lock（）更改为pthread_mutex_unlock（），那么您将尝试解锁该线程未持有的互斥锁。调用失败，然后线程会立即死亡。

假设您修复了程序，接下来会发现创建的线程不能超过100个（取决于您的系统和可用RAM）。

安迪·罗斯很好地解释了原因：固定大小的堆栈（getrlimit（RLIMIT\u STACK，（struct RLIMIT*）

给进程的原始堆栈会自动调整大小，但对于所有其他线程，堆栈大小是固定的。默认情况下，它非常大；在我的系统上，8388608字节（8兆字节）。

我个人创建了具有非常小的堆栈的线程，通常是65536字节，这已经足够了，除非您的函数使用本地数组或大型结构，或者进行疯狂的深度递归：

#ifndef THREAD_STACK_SIZE
#define THREAD_STACK_SIZE  65536
#endif

pthread_attr_t   attrs;
pthread_t        thread[N];
int              i, result;

/* Create a thread attribute for the desired stack size. */
pthread_attr_init(&attrs);
pthread_attr_setstacksize(&attrs, THREAD_STACK_SIZE);

/* Create any number of threads.
 * The attributes are only a guide to pthread_create(),
 * they are not "consumed" by the call. */
for (i = 0; i < N; i++) {
    result = pthread_create(&thread[i], &attrs, some_func, (void *)i);
    if (result) {
        /* strerror(result) describes the error */
        break;
    }
}

/* You should destroy the attributes when you know
 * you won't be creating any further threads anymore. */
pthread_attr_destroy(&attrs);

最小堆栈大小应该是PTHREAD_STACK_MIN，并且应该是sysconf（_SC_PAGESIZE）的倍数。目前PTHREAD_STACK_MIN==16384，但我建议使用更大的2的幂。（在任何二进制架构上，页面大小总是2的幂。）

这只是最小值，pthread库可以自由使用它认为合适的任何较大值，但实际上堆栈大小似乎是您设置的值，加上一个固定值，具体取决于体系结构、内核和pthread库版本。使用编译时常量几乎适用于所有情况，但如果您的应用程序足够复杂，因此需要配置文件，那么最好让用户在配置文件中重写编译时常量。

Answer 2

如果您使用的是32位发行版，您可能会达到地址空间限制。我上次检查时，glibc会在创建的每个线程中为堆栈空间分配大约13MB（这只是映射的大小，而不是分配的内存）。有了98个线程，您将超过3G可用的1 GB地址空间。

您可以通过在出错后冻结进程（例如，睡眠（1000000）或其他什么）并使用pmap查看其地址空间来测试这一点。

如果这是问题所在，请尝试在传递给pthread_create的pthread_attr_t上使用pthread_attr_setstack（）设置较小的堆栈大小。显然，您必须判断您的堆栈需求，但通常即使是复杂的代码也只能在几KB的堆栈中成功运行。