Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

Начиная с версии 2.6.16 ядро Linux предоставляет новый системный вызов unshare(), который позволяет потомку, созданному с помощью clone() (или fork(), или vfork()), отменить общее использование некоторых атрибутов (то есть аннулировать эффект от действия флагов falgs вызова clone()), установленное во время создания потомка. Подробности ищите на справочной странице unshare(2).

Разделение таблиц файловых дескрипторов: CLONE_FILES

Если указать флаг CLONE_FILES, родитель и потомок будут применять общую таблицу дескрипторов. Это означает, что результат выделения или утилизации файлового дескриптора (вызовы open(), close(), dup(), pipe(), socket() и т. д.) в одном из процессов будет доступен и в другом. Если флаг CLONE_FILES не указан, таблица файловых дескрипторов не разделяется, а потомок в момент вызова clone() получает копию родительской таблицы. Оригинальные и скопированные дескрипторы ссылаются на одни и те же открытые файлы (как в случае с fork() и vfork()).

Спецификация POSIX-потоков требует, чтобы все потоки в процессе пользовались общими дескрипторами открытых файлов.

Разделение информации, связанной с файловой системой: CLONE_FS

Если указать флаг CLONE_FS, родитель и потомок будут использовать общую информацию, связанную с файловой системой: umask, корневой и текущий каталог. Это означает, что вызовы umask(), chdir() или chroot(), сделанные в одном из процессов, затронут другой. Если флаг CLONE_FS не указан, родитель и потомок получают отдельные копии этой информации (как в случае с fork() и vfork()).

Разделение атрибутов, предоставляемое флагом CLONE_FS, является обязательным условием для POSIX-потоков.

Разделение действий сигналов: CLONE_SIGHAND

Если указать флаг CLONE_SIGHAND, родитель и потомок будут использовать общую таблицу действий сигналов. Применение вызовов sigaction() или signal() для изменения действия сигнала в одном из процессов отразится на другом. Если флаг CLONE_SIGHAND не указан, действия сигналов не разделяются; вместо этого потомок получает копию родительской таблицы (как в случае с fork() и vfork()). Флаг CLONE_SIGHAND не затрагивает маску сигнала и набор сигналов, находящихся в состоянии ожидания — эти данные всегда уникальны для каждого процесса. Начиная с Linux 2.6, при использовании CLONE_SIGHAND нужно также указывать флаг CLONE_VM.

Разделение действий сигналов является обязательным условием для POSIX-потоков.

Разделение виртуальной памяти родителя: CLONE_VM

Если указать флаг CLONE_VM, родитель и потомок будут использовать общие страницы виртуальной памяти (как в случае с vfork()). Изменения, вносимые в память, или вызовы mmap() и munmap() будут касаться сразу обоих процессов. Если флаг CLONE_VM не указан, потомок получает копию виртуальной памяти родителя (как в случае с fork()).

Разделение виртуальной памяти является одной из основополагающих характеристик потоков в целом и обязательным требованием POSIX-потоков в частности.

Группы потоков выполнения: CLONE_THREAD

Если указать флаг CLONE_THREAD, потомок будет помещен в одну группу потоков с родителем. В противном случае потомок помещается в новую группу, выделенную специально для него.

Группы потоков выполнения были добавлены в Linux 2.4, чтобы программные библиотеки могли выполнять требование стандарта POSIX, согласно которому все потоки в процессе должны иметь единый идентификатор PID (то есть вызов getpid() в каждом из потоков должен возвращать одно и то же значение). Как показано на рис. 28.1, группа потоков представляет собой группу экземпляров KSE, которые разделяют идентификатор группы потоков (Thread Group Identifier, или TGID). Далее в этом подразделе мы будем называть эти экземпляры просто потоками.

Начиная с Linux 2.4, вызов getpid() возвращает идентификатор TGID вызывающего потока. Иными словами, TGID ничем не отличается от идентификатора процесса.

Каждый поток имеет уникальный идентификатор (TID) в рамках своей группы. В Linux 2.4 был представлен новый системный вызов gettid(), который позволяет потоку получить свой собственный TID (это то же значение, что возвращается в поток, который вызывает clone()). Идентификатор потока представлен с помощью pid_t — того же типа данных, что используется для идентификатора процесса. TID является уникальным в рамках всей системы; ядро гарантирует, что любой такой идентификатор никогда не совпадет с идентификатором любого процесса в системе, за исключением тех случаев, когда поток в группе является лидирующим для процесса.

Рис. 28.1.Группа, состоящая из четырех потоков

Первый поток в новой группе имеет тот же идентификатор, что и сама группа. Такой поток называют лидирующим.