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堆栈信息查看

线程之间是共享进程的内存的,但每个线程 拥有独立的栈。这里的“共享内存”指的是线程共享进程的全局变量、堆内存和代码段,但每个线程的栈内存是独立的。

具体解释:

  1. 共享进程内存
  2. 堆内存:所有线程都共享进程的堆内存。堆通常用于动态分配内存,比如通过 malloc()new 等方式分配的内存。
  3. 全局变量和静态变量:所有线程也共享进程中的全局变量和静态变量,这些变量存储在进程的 数据段 中。
  4. 代码段:所有线程也共享进程的代码段,即执行的程序指令。
  5. 文件描述符:线程之间共享进程的文件描述符,意味着一个线程打开的文件,其他线程也可以访问。
  6. 独立栈
  7. 每个线程 有自己的栈,用于存储线程执行期间的局部变量、函数调用信息、返回地址等。
  8. 线程的栈是 线程私有的,它们之间的栈空间是 隔离的,即每个线程的栈空间不会被其他线程访问或修改。
  9. 栈的大小通常在创建线程时由操作系统分配,可以在程序创建线程时设置栈的大小。
  10. 由于栈是线程私有的,线程的栈不会影响其他线程的执行,也不会共享线程间的局部数据。

共享内存与独立栈的关系:

  • 共享内存:多个线程共享进程的 堆、全局变量、代码段 等,这意味着它们可以访问相同的内存区域,进行通信和数据交换。
  • 独立栈:每个线程拥有独立的栈来存储线程执行时的局部变量和函数调用信息。栈空间是 每个线程私有的,其他线程无法直接访问。

例子:

假设有一个进程,它包含两个线程。它们共享进程的堆和全局变量,但它们各自有独立的栈空间。

// 全局变量(共享)
int global_var = 0;

void thread_func() {
    // 局部变量(独立)
    int local_var = 1;
    global_var++;  // 共享的全局变量
}
  • global_var 在进程的 数据段 中,所有线程都可以访问并修改它。
  • local_var 是每个线程的局部变量,存储在该线程的 中,其他线程无法访问。

总结:

  • 共享内存:线程共享进程的堆、全局变量、静态变量等。
  • 独立栈:每个线程有自己独立的栈空间,用于存储局部变量和函数调用信息。

因此,尽管线程共享进程的内存资源,但每个线程有独立的栈,这种设计可以确保线程的局部数据不相互干扰。

11:11:09 AM   UID      TGID       TID StkSize  StkRef  Command
11:11:09 AM     0         1         -    1032     956  systemd
11:11:09 AM     0         -         1    1032     956  |__systemd
11:11:09 AM     0       527         -     132      72  systemd-journal
11:11:09 AM     0         -       527     132      72  |__systemd-journal
11:11:09 AM     0       540         -     132      16  systemd-udevd
11:11:09 AM     0         -       540     132      16  |__systemd-udevd
11:11:09 AM    32       745         -     132       8  rpcbind
11:11:09 AM    32         -       745     132       8  |__rpcbind

pidstat -s -t ,这个命令显示了每个线程的栈大小和栈引用数:

输出字段说明:

  • UID:线程的用户 ID。
  • TGID:线程组 ID(即进程 ID)。
  • TID:线程 ID,如果为 - 表示这是进程本身。
  • StkSize:线程的栈大小(以 KB 为单位)。
  • StkRef:栈引用计数,表示栈的使用次数或栈被引用的频率。
  • Command:执行该进程或线程的命令。

输出分析:

11:11:09 AM   UID      TGID       TID StkSize  StkRef  Command
11:11:09 AM     0         1         -    1032     956  systemd
11:11:09 AM     0         -         1    1032     956  |__systemd
11:11:09 AM     0       527         -     132      72  systemd-journal
11:11:09 AM     0         -       527     132      72  |__systemd-journal
11:11:09 AM     0       540         -     132      16  systemd-udevd
11:11:09 AM     0         -       540     132      16  |__systemd-udevd
11:11:09 AM    32       745         -     132       8  rpcbind
11:11:09 AM    32         -       745     132       8  |__rpcbind
  • 栈大小:输出中的栈大小(StkSize)对于大多数系统进程来说相对较小。正常情况下,系统进程的栈大小不会太大,因此这里显示的栈大小没有什么异常。
  • 栈引用数StkRef 显示的是栈的引用频率。通常情况下,这些进程和线程的栈引用数也应该处于正常范围内。如果某个进程的栈引用数非常高(例如,数千或更多),这可能表明该进程正在频繁地进行栈操作,可能需要进一步调查。

根据 pidstat -s -t 的输出,没有明显的异常。所有进程的栈大小和栈引用数都在正常范围内。系统进程的栈使用非常轻量,不会对系统性能造成明显影响。如果需要进一步的诊断,应该关注栈引用数异常高的进程,或者在实际运行时观察栈大小增长是否异常。

栈大小(Stack Size)是指一个进程或线程用于存储局部变量、函数调用信息以及其他临时数据的内存区域的大小。每个线程都有自己的栈,栈内存的管理通常是由操作系统自动分配和回收的。栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,通常用于保存当前执行函数的调用帧和局部变量。

栈的组成部分:

  1. 函数调用信息:每次调用一个函数时,程序会把返回地址、参数、局部变量等数据压入栈中。函数执行完后,栈会被弹出,恢复到调用函数前的状态。
  2. 局部变量:栈用于存储函数中的局部变量,这些变量的作用域仅限于函数执行期间。
  3. 返回地址:当函数调用结束时,栈会保存程序的返回地址(即调用该函数的下一条指令地址),这样函数执行完毕后程序可以继续执行。

栈大小的作用:

  • 存储局部数据:每个线程的栈大小决定了它可以存储多少局部数据(如局部变量、函数参数等)。
  • 函数调用深度:栈的大小决定了线程可以调用的最大函数深度。如果栈空间不够,可能导致“栈溢出”错误。
  • 性能影响:栈内存通常分配得比较小,因此它的访问速度非常快。栈内存的管理非常高效,几乎不需要操作系统的干预。

栈溢出:

  • 栈溢出(Stack Overflow)发生在程序递归调用过深,或者函数调用时使用的栈空间超出分配给该线程的栈内存大小时。栈溢出会导致程序崩溃或异常。
  • 常见的栈溢出原因是递归函数没有终止条件,或者程序错误地分配了过多的栈空间。

栈大小的管理:

  • 每个线程通常有一个固定的栈大小,这个大小可以通过编译时设置或运行时调整(例如通过 ulimit 命令来设置栈的大小)。
  • 在 Linux 系统中,栈的大小可以通过 ulimit -s 命令查看和设置。例如,默认的线程栈大小可能是 8 MB 或 10 MB,但这也取决于具体的操作系统和配置。

栈与堆的对比:

  • 栈(Stack):每个线程有独立的栈空间,用于存储局部变量和函数调用信息,大小通常比较小,分配和回收非常快速。
  • 堆(Heap):用于动态分配内存,例如通过 mallocnew 分配的内存。堆的内存分配和释放较为复杂,通常由开发者手动管理。

pidstat 输出中的栈大小:

在你运行 pidstat -s -t 命令时,输出的 StkSize 表示该线程或进程所使用的栈空间的大小(通常以 KB 为单位)。如果一个线程的栈大小异常大,可能表明它正在执行大量的函数调用,或者有大量的局部变量存储。如果栈大小过小,可能会导致栈溢出错误,特别是在递归深度较大的情况下。

栈大小是每个线程或进程分配的内存区域,用于存储局部变量和函数调用信息。适当的栈大小是程序正常运行的基础,栈溢出是程序崩溃的常见原因之一。通过监控栈的使用情况,可以帮助开发人员优化程序的内存管理和提高程序的稳定性。

[root@VM-0-16-centos ~]# ulimit -a
real-time non-blocking time  (microseconds, -R) unlimited
core file size              (blocks, -c) 0
data seg size               (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority                 (-e) 0
file size                   (blocks, -f) unlimited
pending signals                     (-i) 29588
max locked memory           (kbytes, -l) 64
max memory size             (kbytes, -m) unlimited
open files                          (-n) 1024
pipe size                (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues         (bytes, -q) 819200
real-time priority                  (-r) 0
stack size                  (kbytes, -s) 8192  #栈大小
cpu time                   (seconds, -t) unlimited
max user processes                  (-u) 29588
virtual memory              (kbytes, -v) unlimited
file locks                          (-x) unlimited