极客笔记Linux查看线程信息详解
1. 引言
在Linux系统中，进程是系统中的基本执行单位。而线程则是进程中的一个独立执行单元，是进程的实际执行单位。线程共享进程的地址空间和系统资源，可以同时执行多个线程，从而提高系统的并发性能。
了解和监控系统中的线程信息对于系统管理员和开发人员来说是必不可少的。本文将介绍如何使用一些工具和命令来查看Linux系统中的线程信息。
2. 查看进程的线程数量
使用ps命令可以查看系统上运行的进程信息。通过-eLf选项，我们可以看到每个进程的线程数量。
$ ps -eLf
示例输出：
UID PID PPID LWP C NLWP STIME TTY TIME CMD
root 1 0 1 0 78 04:37 ? 00:00:03 /sbin/init
root 2 0 2 0 1 04:37 ? 00:00:00 [kthreadd]
root 3 2 3 0 1 04:37 ? 00:00:00 [ksoftirqd/0]
...
此处的LWP列显示了每个进程的线程数量。注意，这个数字包括主线程（线程ID为进程ID的线程）和所有其他线程。
3. 查看进程的线程详细信息
要查看特定进程的线程详细信息，可以使用ps命令的-T选项，后接进程ID。
$ ps -T <PID>
示例：
$ ps -T 1234
示例输出：
PID SPID TTY TIME CMD
1234 1234 pts/0 00:00:00 bash
1234 5678 pts/0 00:00:01 vim
1234 5679 pts/0 00:00:00 vim
1234 5680 pts/0 00:00:01 vim
1234 5681 pts/0 00:00:00 vim
此处的SPID列显示了每个线程的线程ID以及与其关联的终端。通过观察终端信息，我们可以判断出哪些是主线程，哪些是其他线程。
4. 查看线程的CPU使用情况
使用top命令可以实时监视系统的性能指标。在top命令的界面中，可以按下H键以切换到线程级别的视图，查看每个线程的CPU使用情况。
$ top
示例输出：
top - 07:57:35 up 5 min, 2 users, load average: 0.04, 0.20, 0.16
Tasks: 222 total, 1 running, 221 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 3.6 us, 1.2 sy, 0.0 ni, 95.2 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 8167596 total, 3052404 free, 3315332 used, 1809856 buff/cache
KiB Swap: 2097148 total, 2097148 free, 0 used. 4714116 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1234 user 20 0 1730148 261520 52424 S 0.7 3.2 0:23.46 application
5678 user 20 0 1730148 261520 52424 S 0.3 3.2 0:10.22 thread
5679 user 20 0 1730148 261520 52424 S 0.3 3.2 0:09.61 thread
5680 user 20 0 1730148 261520 52424 S 0.3 3.2 0:08.82 thread
5681 user 20 0 1730148 261520 52424 S 0.3 3.2 0:07.98 thread
...
通过观察%CPU列，我们可以了解每个线程的CPU使用情况。其中，PID是线程ID，COMMAND是线程所属的命令或进程。
5. 查看进程的线程堆栈信息
要查看进程或线程的堆栈信息，gdb是一个强大的调试工具。我们可以使用gdb附加到指定的进程中，然后使用thread命令切换到要查看的线程，最后使用bt（backtrace）命令显示线程的堆栈信息。
首先，启动gdb并附加到目标进程。
$ gdb -p <PID>
示例：
$ gdb -p 1234
执行以上命令后，会进入gdb的交互界面。
接下来，使用thread命令切换到要查看的线程。
(gdb) thread <Thread-ID>
示例：
(gdb) thread 1
最后，使用bt命令显示线程的堆栈信息。
(gdb) bt
示例输出：
#0 0x00007f44edac4ab5 in __nanosleep (requested_time=requested_time@entry=0x7ffdcdb3c6e0, remaining=remaining@entry=0x0) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/nanosleep.c:28
#1 0x000055945a9987e6 in main (argc=2, argv=0x7ffdcdb3d528) at src/main.c:32
在这个例子中，我们可以看到线程的堆栈信息。#0行显示了线程目前所在的函数和位置。可以通过不断执行bt命令来查看更多的堆栈信息。
6. 查看进程的线程状态
使用ps命令的-o选项，可以指定要显示的字段。通过使用ps命令的o选项和特定的字段代码，我们可以查看线程的状态。
$ ps -eLo pid,lwp,state,cmd
示例输出：
PID LWP S CMD
1 1 S /sbin/init
2 2 S [kthreadd]
3 3 S [ksoftirqd/0]
4 4 S [kworker/0:0H]
...
此处的S列显示了每个线程的状态。常见的线程状态包括：
R（运行）：线程正在运行或处于就绪状态。S（睡眠）：线程正在睡眠，即等待某个事件发生。D（不可中断的睡眠）：线程正在睡眠，但无法被外部中断。T（停止）：线程被暂停或停止执行。Z（僵尸）：线程已经终止，但其资源仍未被完全释放。
7. 查看线程的内存信息
使用pmap命令可以查看进程或线程的内存映射。
$ pmap -x <PID>
示例：
$ pmap -x 1234
示例输出：
1234: application
Address Kbytes RSS Dirty Mode Mapping
...
0000000000400000 4 4 0 r-x-- application
0000000000600000 4 4 4 r---- application
0000000000601000 4 4 4 rw--- application
00007ffff7a40000 132 84 0 r-x-- libc-2.31.so
...
mapped: 176440K writeable/private: 4688K shared: 1912K
此处的RSS列显示了每个内存映射的实际使用内存量。可以通过观察Mode列和映射的文件路径，了解线程所使用的内存区域。
8. 查看线程的打开文件信息
使用lsof命令可以查看进程或线程打开的文件信息。
$ lsof -p <PID>
示例：
$ lsof -p 1234
示例输出：
COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
application 1234 user cwd DIR 8,1 4096 5242879 /path/to/directory
application 1234 user rtd DIR 8,1 4096 2 /
application 1234 user txt REG 8,1 1654816 9175099 /path/to/application
application 1234 user mem REG 8,1 4096 6558091 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libtinfo.so.6.2
...
其中，TYPE列显示了打开的文件类型，NAME列显示了文件的路径。
9. 结论
本文介绍了在Linux系统中如何查看线程的信息。通过使用ps命令、top命令、gdb调试工具、pmap命令和lsof命令，我们可以获取线程的数量、详细信息、CPU使用情况、堆栈信息、状态、内存信息和打开文件信息。这些信息对于系统管理员和开发人员来说都非常有用，可以帮助他们了解系统性能和调试问题。