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pthread 的默认堆栈大小

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pthread 的默认堆栈大小

据我了解，Linux 上 pthread 的默认堆栈大小是 16K。我在 64 位 Ubuntu 安装中得到了奇怪的结果。

$ ulimit -s
8192

还：

pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_getstacksize(&attr, &stacksize);
printf("Thread stack size = %d bytes \n", stacksize);

Prints
    Thread stack size = 8388608 bytes

我很确定堆栈大小不是“8388608”。可能出什么问题了？

答案1

事实上，你的虚拟的堆栈大小是8388608 字节 (8 MB)。当然，很自然地得出这样的结论：这不可能是正确的，因为对于每个线程来说，其堆栈消耗的内存量大得离谱，而 99% 的情况下，几 KB 可能就足够了。

好消息是你的线程只使用了身体的它实际需要的内存。这是操作系统通过使用处理器中的硬件内存管理单元 (MMU) 获得的神奇力量之一。发生的情况如下：

  1. 操作系统通过为线程设置 MMU 页表为堆栈分配 8 MB 虚拟内存。这需要很少的 RAM 来仅保存页表条目。

  2. 当线程运行并尝试访问堆栈上尚未分配物理页的虚拟地址时，MMU 会触发称为“页面错误”的硬件异常。

  3. CPU内核通过切换到特权执行模式（有自己的堆栈）并调用内核内部的页错误异常处理函数来响应页错误异常。

  4. 内核将物理 RAM 页面分配给该虚拟内存页面并返回给用户空间线程。

用户空间线程看不到这些工作。从它的角度来看，它只是使用堆栈，就好像内存一直都在那里一样。同时，堆栈会自动增长（或不增长）以满足线程的需求。

MMU 是当今计算机系统硬件的关键部分。特别是，它负责系统中的许多“魔法”，因此我强烈建议您更多地了解 MMU 的功能以及一般的虚拟内存。此外，如果您的应用程序对性能敏感并处理大量数据，您应该了解 TLB（MMU 的页表缓存）如何工作以及如何重组数据或算法以最大限度地提高 TLB 命中率。

答案2

int pthread_attr_setstacksize(pthread_attr_t *attr, size_t stacksize);

该stacksize属性应定义为创建的线程堆栈分配的最小堆栈大小（以字节为单位）。

在您的示例中，堆栈大小设置为 8388608 字节，相当于命令ulimit -s So 返回的 8MB，因此匹配。

从pthread_create()描述来看：

在Linux/x86-32，新线程的默认堆栈大小是2兆字节。在 NPTL 线程实现下，如果 RLIMIT_STACK程序启动时的软资源限制为“无限制”以外的任何值，然后它决定新线程的默认堆栈大小。使用pthread_attr_setstacksize(3)、可以在用于创建线程的attr参数中显式设置堆栈大小属性，以获得默认值以外的堆栈大小。

因此，线程堆栈大小可以通过上面的 set 函数或ulimit系统属性来设置。对于您所指的 16k，尚不清楚您在哪个平台上看到过该内容和/或是否为此设置了任何系统限制。

请参阅pthread_创建页面和这里一些有趣的例子。

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