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深入探討linux下進程的最大線程數、進程最大數、進程打開的文件數

編輯:C語言基礎知識
=====最大線程數====
linux 系統中單個進程的最大線程數有其最大的限制 PTHREAD_THREADS_MAX
這個限制可以在 /usr/include/bits/local_lim.h 中查看
對 linuxthreads 這個值一般是 1024,對於 nptl 則沒有硬性的限制,僅僅受限於系統的資源
這個系統的資源主要就是線程的 stack 所占用的內存,用 ulimit -s 可以查看默認的線程棧大小,一般情況下,這個值是 8M
可以寫一段簡單的代碼驗證最多可以創建多少個線程
代碼如下:

int main()
{
     int i = 0;
     pthread_t thread;
     while (1) {
         if (pthread_create(&thread, NULL, foo, NULL) != 0)
             return;
         i ++;
         printf("i = %d\n", i);
     }
}

試驗顯示,在 linuxthreads 上最多可以創建 381 個線程,之後就會返回 EAGAIN
在 nptl 上最多可以創建 382 個線程,之後就會返回 ENOMEM
這個值和理論完全相符,因為 32 位 linux 下的進程用戶空間是 3G 的大小,也就是 3072M,用 3072M 除以 8M 得 384,但是實際上代碼段和數據段等還要占用一些空間,這個值應該向下取整到 383,再減去主線程,得到 382。
那為什麼 linuxthreads 上還要少一個線程呢?這可太對了,因為 linuxthreads 還需要一個管理線程
為了突破內存的限制,可以有兩種方法
1) 用 ulimit -s 1024 減小默認的棧大小
2) 調用 pthread_create 的時候用 pthread_attr_getstacksize 設置一個較小的棧大小
要注意的是,即使這樣的也無法突破 1024 個線程的硬限制,除非重新編譯 C 庫 <=此處值得討論,我在ubuntu 7.04+3G內存上用ulimit -s 1024,則可以得到3054個線程。
===============進程最大數=================
LINUX中進程的最大理論數計算:
每個進程的局部段描述表LDT都作為一個獨立的段而存在,在全局段描述表GDT中要有一個表項指向這個段的起始地址,並說明該段的長度以及其他一些 參數。除上之外,每個進程還有一個TSS結構(任務狀態段)也是一樣。所以,每個進程都要在全局段描述表GDT中占據兩個表項。那麼,GDT的容量有多大 呢?段寄存器中用作GDT表下標的位段寬度是13位,所以GDT中可以有8192個描述項。除一些系統的開銷(例如GDT中的第2項和第3項分別用於內核 的代碼段和數據段,第4項和第5項永遠用於當前進程的代碼段和數據段,第1項永遠是0,等等)以外,尚有8180個表項可供使用,所以理論上系統中最大的 進程數量是4090。

====重新編譯內核來修改進程打開的最大文件數和修改listen偵聽隊列====
用“ulimit -a”能看到這些限制,如:
代碼如下:

[root@HQtest root]# ulimit -a
core file size (blocks, -c) 0
data seg size (kbytes, -d) unlimited
file size (blocks, -f) unlimited
max locked memory (kbytes, -l) unlimited
max memory size (kbytes, -m) unlimited
open files (-n) 1024
pipe size (512 bytes, -p) 8
stack size (kbytes, -s) 8192
cpu time (seconds, -t) unlimited
max user processes (-u) 2047
virtual memory (kbytes, -v) unlimited

用ulimit ?n 10240 修改打開的文件數目變為 10240
雖然使用ulimit ?a 能看到變為10240,不過我在做壓力測試的時候,當超過1024個用戶時,服務就會down機。
最後只有重新編譯了內核,編譯內核後一切OK!
操作方法如下:
不同的Linux內核版本有不同的調整方法,
在Linux內核2.2.x中能用如下命令修改:
代碼如下:

# echo '8192' > /proc/sys/fs/file-max
# echo '32768' > /proc/sys/fs/inode-max

並將以上命令加到/etc/rc.c/rc.local文件中,以使系統每次重新啟動時設置以上值。
在Linux內核2.4.x中需要修改原始碼,然後重新編譯內核才生效。編輯Linux內核原始碼中的 include/linux/fs.h文件,
將 NR_FILE 由8192改為 65536,將NR_RESERVED_FILES 由10 改為 128。編輯fs/inode.c 文件將 MAX_INODE 由16384改為262144。
一般情況下,最大打開文件數比較合理的設置為每4M物理內存256,比如256M內存能設為16384,
而最大的使用的i節點的數目應該是最大打開文件數目的3倍到4倍。
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