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我目前正在实现一个使用多线程但对总内存消耗有要求的应用程序。我想有一个主线程做 I/O 和几个工人做计算。

目前，我在工作人员访问的主堆栈上有几个数据结构。我使用 OpenMP 进行工作分配。由于主/从模式不适用于 OpenMP，我想使用 pthread 进行多线程处理。

我知道每个线程都维护一个本地堆栈，但是在创建线程时堆栈到底会发生什么？

工人可以访问位于主堆栈上的数据结构还是应该将它们移到堆中？我还想避免数据重复，但不知道新线程是否会创建主堆栈的本地副本。

编辑：自己找到了答案...

在阅读了 pthreads 使用的 clone() 系统调用的详细信息后，我意识到所有线程共享完整的虚拟内存。这意味着尽管线程使用自己的堆栈，但用于每个堆栈的内存区域仍然是共享的。

我写了一些代码来验证这种行为：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void* increment(void* value) {
        int* val = (int*) value;
        for(int i = 0; i < 100; i++) {
                ++(*val);
        }
        return 0;
}

int main(int argc, char** argv) {

        int stackvar = 0;

        pthread_t thread1, thread2;
        int iret1, iret2;

        iret1 = pthread_create( &thread1, NULL, increment, (void*) &stackvar );
        iret2 = pthread_create( &thread2, NULL, increment, (void*) &stackvar );

        pthread_join( thread1, NULL );
        pthread_join( thread2, NULL );

        printf("%i\n", stackvar);

        return 0;
}

由于输出为“200”，线程成功地操纵了其父线程的堆栈。

我认为互联网上的大多数资源都没有正确表达这个事实。线程确实在共享内存的意义上共享堆栈，但每个线程的堆栈指针是私有的。对于每个线程，共享内存的一部分被分配为本地堆栈。

这也意味着父线程是否在堆栈上具有大型数据结构并不重要，因为内存永远不会为线程复制。

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是的，正如您所解释的，您可以共享您的堆栈。但是，一般情况下，您不应该这样做，除非在少数特殊情况下。您的示例程序有数据竞争，因此纯靠运气输出只会是 200（也许是因为您的操作系统实际上并没有安排孩子同时运行。）

共享堆栈确实有​​意义的一种特殊情况是，父级创建一些有趣的数据结构，然后将其传递给其子级，后者以只读方式访问数据结构。

除了数据竞争之外，在堆栈而不是堆上共享可能会出错。父进程可以从创建子线程的过程中返回，因此堆栈数据可能不会在子线程的生命周期内保持有效。因此，如果pthread_create()调用和匹配pthread_join()调用在同一范围内（如您的示例中所示），您应该只共享堆栈数据。

于 2013-09-19T11:43:27.707 回答