我能否强制 C++ 库使用单个线程？

Question

我在Linux上使用一个专有的C++库，通过gcc编译，该库使用pthreads（我必须在gcc上使用-lpthread标志）。我有一个包装器，我知道该库正在使用多个线程。 该库动态地使用多个线程 - 当我调用它时，我可以看到20到1个线程。 但是我不想使用taskset。（我有其他进程在运行，我希望系统管理核心）。

有没有一种方法可以强制我的可执行文件使用单个线程？ 无论是在编译还是在运行时。谢谢。

编辑： 我可以使用taskset运行可执行文件，然后cat /proc/ /status给出：

状态：R（运行） Tgid：1623 Pid：1623 PPid：31002 TracerPid：0 Uid：500 500 500 500 Gid：100 100 100 100 Utrace：0 FDSize：256 Groups：100 VmPeak：346528 kB VmSize：345956 kB VmLck：0 kB VmHWM：199816 kB VmRSS：188388 kB VmData：192120 kB VmStk：128 kB VmExe：656 kB VmLib：12444 kB VmPTE：432 kB VmSwap：0 kB Threads：1 SigQ：2/62004 SigPnd：0000000000000000 ShdPnd：0000000000000000 SigBlk：0000000000000000 SigIgn：0000000000000004 SigCgt：0000000180000000 CapInh：0000000000000000 CapPrm：0000000000000000 CapEff：0000000000000000 CapBnd：ffffffffffffffff Cpus_allowed：02 Cpus_allowed_list：1 Mems_allowed：00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000001 Mems_allowed_list：0 voluntary_ctxt_switches：3460 nonvoluntary_ctxt_switches：24907

因此，显然它可以运行单个线程。

- mousomer

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你知道如果只允许一个线程，这个库可能/很可能不再起作用了吗？也许你的意思是限制可执行文件的执行到单个核心上？ - Simon Kraemer

我需要测试一下可能性，我知道它可能行不通。 可执行文件使用了库，所以我不明白你所说的“限制可执行文件而不是库”的意思。当我运行可执行文件时，它会调用库中的多线程函数。 - mousomer

是的，该库依赖于这些线程。假设该库在2个不同的线程中处理2个消息队列。如果现在消除多线程：哪个线程/消息队列被允许运行？另一个呢？该库使用pthread的原因可能是有道理的。 - Simon Kraemer

你的问题不是很清楚。如果某个东西使用了多线程，它就不能使用单线程，因为它是这样设计的。如果已经只使用了一个线程，那么问题是什么？也许你把线程和核心搞混了？多线程可以在单个核心上运行。 - ElderBug

我投票关闭此问题，因为它似乎是由于误解线程的概念而产生的。 - MSalters

Answer 1

如果您不关心线程的生成，只想让程序按顺序执行，您可以在Linux上使用numactl。

从这个回答中得知，您可以使用以下方法将程序限制为一次同时执行一个线程：

numactl --physcpubind=+1 /path/to/your/executable

来自 numactl 文档：

--physcpubind=cpus, -C cpus

仅在 cpus 上执行 process。它接受像 /proc/cpuinfo 处理器字段中显示的 cpu 数或相对于当前 cpuset 的 cpu。

该程序仍会生成线程，但受限于在单个 CPU 上执行。这意味着只能同时运行一个线程。

- Increasingly Idiotic

Answer 2

如果不知道您想做什么，那只有一个答案：不可能。

你如何限制某个东西不使用多线程？禁用pthread_create()只会使程序无法正常运行。想象一下，库会生成一个线程来异步处理文件。如果禁止pthread_create()，那么文件操作会发生什么？该库现在无法正常工作，因为它无法执行文件操作。您需要完全重新设计该库；将文件IO放在同一个线程上（如果可能的话）可能会导致灾难性后果，因为该线程应该是自由运行的，现在却被一些繁重的IO阻塞了。

这就是一般的想法。无论是否真正需要线程，如果一个库被设计成多线程，您都不能简单地将其变为单线程。但是您可以使用taskset，如您所提到的，或者使用C/C++中的sched_setaffinity()将进程运行在单个核心上。

- ElderBug

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任务集正常工作。当我使用任务集运行时，该库不会生成多个线程，实际上运行速度快了70%。 我仍然不确定任务集是否完全符合我的要求。 - mousomer

@mousomer 当然，这个库可能设计得很糟糕，但我觉得奇怪的是，在 taskset 之后它会有不同的行为。也许该库正在计算核心数，但我不确定 taskset 是否会影响库读取的数量。您是否检查过该库是否有选项来控制线程？ - ElderBug

我检查了一下，它没有线程控制器。 似乎该库有失控的线程影响运行时。 使用taskset，每个数据文件需要600毫秒，但是没有使用taskset则需要2.5秒。问题是，服务器正在运行其他任务。使用taskset会有问题吗？它不会干扰其他进程吗？ - mousomer

@mousomer 这真的取决于你想要实现什么以及如何实现。如果你在同一个核心上使用了很多 taskset，显然这不是好的选择。关于 lib，如果它的工作是异步处理文件，可能减速只是因为磁盘访问。如果是这种情况，你应该等待一个文件完成后再处理下一个（说实话，lib 应该负责这个）。 - ElderBug

Answer 3

我不太了解进程的内部细节。但是为什么不增强你的代码库以限制创建超过1个线程。你可以维护线程计数，并在计数达到1以上时停止在进程中创建线程。

- Vijay