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Linux线程比较：LinuxThreads 和NPTL( 三 )

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Ulrich Drepper 和 Ingo Molnar 是 Red Hat 参与 NPTL 设计的两名员工 。他们的总体设计目标如下：
这个新线程库应该兼容 POSIX 标准 。
;这个线程实现应该在具有很多处理器的系统上也能很好地工作 。
;为一小段任务创建新线程应该具有很低的启动成本 。
;NPTL 线程库应该与 LinuxThreads 是二进制兼容的 。注意，为此我们可以使用 LD_ASSUME_KERNEL，这会在本文稍后进行讨论 。
;这个新线程库应该可以利用 NUMA 支持的优点 。NPTL 的优点
与 LinuxThreads 相比，NPTL 具有很多优点：
NPTL 没有使用管理线程 。管理线程的一些需求，例如向作为进程一部分的所有线程发送终止信号，是并不需要的；因为内核本身就可以实现这些功能 。内核还会处理每个线程堆栈所使用的内存的回收工作 。它甚至还通过在清除父线程之前进行等待，从而实现对所有线程结束的管理，这样可以避免僵尸进程的问题 。
;由于 NPTL 没有使用管理线程，因此其线程模型在 NUMA 和 SMP 系统上具有更好的可伸缩性和同步机制 。
;使用 NPTL 线程库与新内核实现，就可以避免使用信号来对线程进行同步了 。为了这个目的，NPTL 引入了一种名为 futex 的新机制 。futex 在共享内存区域上进行工作，因此可以在进程之间进行共享，这样就可以提供进程间 POSIX 同步机制 。我们也可以在进程之间共享一个 futex 。这种行为使得进程间同步成为可能 。实际上，NPTL 包含了一个 PTHREAD_PROCESS_SHARED 宏，使得开发人员可以让用户级进程在不同进程的线程之间共享互斥锁 。
;由于 NPTL 是 POSIX 兼容的，因此它对信号的处理是按照每进程的原则进行的；getpid() 会为所有的线程返回相同的进程 ID 。例如，如果发送了 SIGSTOP 信号，那么整个进程都会停止；使用 LinuxThreads，只有接收到这个信号的线程才会停止 。这样可以在基于 NPTL 的应用程序上更好地利用调试器，例如 GDB 。
;由于在 NPTL 中所有线程都具有一个父进程，因此对父进程汇报的资源使用情况（例如 CPU 和内存百分比）都是对整个进程进行统计的，而不是对一个线程进行统计的 。
;NPTL 线程库所引入的一个实现特性是对 ABI（应用程序二进制接口）的支持 。这帮助实现了与 LinuxThreads 的向后兼容性 。这个特性是通过使用 LD_ASSUME_KERNEL 实现的，下面就来介绍这个特性 。LD_ASSUME_KERNEL 环境变量
正如上面介绍的一样，ABI 的引入使得可以同时支持 NPTL 和 LinuxThreads 模型 。基本上来说，这是通过 ld （一个动态链接器/加载器）来进行处理的，它会决定动态链接到哪个运行时线程库上 。
举例来说，下面是 WebSphere?Application Server 对这个变量所使用的一些通用设置；您可以根据自己的需要进行适当的设置：
LD_ASSUME_KERNEL=2.4.19：这会覆盖 NPTL 的实现 。这种实现通常都表示使用标准的 LinuxThreads 模型，并启用浮动堆栈的特性 。LD_ASSUME_KERNEL=2.2.5：这会覆盖 NPTL 的实现 。这种实现通常都表示使用 LinuxThreads 模型，同时使用固定堆栈大小 。我们可以使用下面的命令来设置这个变量：
export LD_ASSUME_KERNEL=2.4.19
注意，对于任何 LD_ASSUME_KERNEL 设置的支持都取决于目前所支持的线程库的 ABI 版本 。例如，如果线程库并不支持 2.2.5 版本的 ABI，那么用户就不能将 LD_ASSUME_KERNEL 设置为 2.2.5 。通常，NPTL 需要 2.4.20，而 LinuxThreads 则需要 2.4.1 。
如果您正运行的是一个启用了 NPTL 的 Linux 发行版，但是应用程序却是基于 LinuxThreads 模型来设计的，那么所有这些设置通常都可以使用 。
GNU_LIBPTHREAD_VERSION 宏
大部分现代 Linux 发行版都预装了 LinuxThreads 和 NPTL，因此它们提供了一种机制来在二者之间进行切换 。要查看您的系统上正在使用的是哪个线程库，请运行下面的命令：

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