问题标签 [futex]

我在 Linux OS + ARM 处理器 + boost 1.51 上运行以下代码。但是，代码没有按预期工作，并且 timed_wait() 调用立即返回。

在具有相同 ARM 处理器但不同版本的 Linux + glibc + 相同的 boost 1.51 库的其他系统上，代码可以正常工作并等待 1 秒。

我尝试使用 strace 调试问题。我发现在 futex() 不工作的系统中没有调用它的区别。

strace 来自代码正在运行的系统：

strace 来自代码不起作用的系统：

是否需要对内核/glibc 进行更改才能使此代码正常工作？

[更新] 问题解决了！问题是硬件模块。我在重新启动后修复了它。

我编写了一个 C++ 软件，其目的是通过千兆以太网 PCIe 卡（安装在 PC 中）将数据从硬件模块读出到 PC。这个接口的库比较特殊，所以我使用了JAXA专家开发的库。

我的软件是这样的

本软件可以通过改变c++代码中的变量readLength（readLength单位为Bytes）来读取不同包大小的数据。

这是我的问题： 3天前，电脑出了点问题，我重装了Linux（Scientific Linux 6.6）。该软件在重新安装前后的速度是如此不同。详细地说，之前的 1000 字节数据包是 1.6 MB/秒，但现在是 0.6 MB/秒。

我使用strace找出问题所在，我发现[futex]导致了主要问题。下面是我使用strace的结果。我发现 futex 行（从底部算起的第 8 行）导致我的软件开销很大（1283 微秒！）。

该软件相当复杂（至少对我而言），它包括在读取过程之前生成线程、TID 等。在这份strace报告中，您将看到：在接近结尾处（大约最后 10 行）有一些完成声明、rx 开始、rx 设置参数、rx 启动 TID、rx 接收、rx 复制、rx 结束，我标记了（在软件和库中）知道阅读过程从哪里开始。

这是我提到的 futex 行

阅读过程总共花费了 1500 微秒，而之前的阅读时间为 600 微秒（大 2.5 倍）。

我还将结果与 C 库数据读数进行了比较，C 库为 1.8 MB/秒。因此，我认为千兆以太网PCIe卡的驱动程序没有错误。

我在互联网上搜索了很多，但仍然没有解决方案。怎样才能减少这种开销？或者我如何确定库中的哪个函数导致了这个 futex-overhead ？

提前致谢。我急于完成这一步。因此，我真的很希望尽快找到解决方案....

编辑：我做了一些更多的测试。我发现在数据包大小 <=（小于或等于）100 字节的情况下，速度与以前相比没有变化。但是从 200 字节开始，速度要慢得多。我也考虑过 MTU，但 MTU 的设置没有改变（重新安装之前和之后）。编辑（2015/08/02）：strace 报告我的软件中的 futex，但我在我的库中找不到任何 futex 命令。

目前我的应用程序周期性地阻塞在 IO 中，并且输出非常低。我使用一些命令来跟踪该过程。

通过使用jstack，我发现该应用程序挂在 FileOutputStream.writeBytes 上。

通过使用strace -f -c -p pid收集系统调用信息，我发现了这一点。对于正常情况，它同时具有 futex 和 write 系统调用。但是当它变得异常时，只有 futex 系统调用。该应用程序不断调用 futex 但都失败并抛出 ETIMEDOUT，就像这样：

此问题会定期发生，并持续数分钟或数小时，然后再次正常。

特别是，当 IO 被阻塞时，echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches总是让它​​暂时正常。我用谷歌搜索并找到了一些类似的问题，如下所列。

1. 闰秒。不起作用，我们系统的 ntpd 已停止。
2. 透明大页错误。https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=879801 这个和我的问题很相似，但是我的khugepaged进程是正常的，负载总是接近于零。尤其是drop_caches也适用于我的应用程序。而且我的系统也是多核大内存的。它对我不起作用。那么有人遇到过同样的问题或熟悉这个问题吗？

关于我的系统的一些信息。操作系统：Redhat 6.1，内核版本 2.6.31

JDK：1.7.0_05

CPU：X5650，24核

内存：24GB 和 48GB

所以我有一个队列：

我在里面放了一些东西。

我正在产生 15 个线程。

my_thread 类如下所示：

如果我查看日志，我看到的是两个或多个线程同时访问队列，并且当队列为空时，while 循环不会中断。

假设线程已从队列t-0中取出项目。"first"但是t-2线程可能会在线程可以获取"second"之前获取该项目t-1，从而使队列为空......但是当检查时，队列t-1不self.process_q.empty()为空。所以t-1线程永远不会退出/完成并挂起。

如果我对进程 ID 进行 strace，我会得到以下信息：

我该如何解决这个问题？？？

我正在阅读一些文档并尝试了一些futex在 Linux 中发出系统调用的代码示例。我读到如果thread_a使用获取互斥锁FUTEX_LOCK_PI，并说如果另一个线程thread_b尝试获取相同的互斥锁，则后者（thread_b）在内核中被阻止。

“在内核中阻塞”到底是什么意思？是不是thread_b在用户空间中的执行没有恢复？在以下示例中，第二个线程似乎也在系统调用之后发出 printf。这不是表明它没有在内核中被阻止吗？我错过了什么？

输出可以在下面找到：-

这是一个单线程 java 程序，使用递归查找作为参数传递的给定数字的阶乘。

我想知道为什么它使用如此多的 futex 和 clone 系统调用用于作为单线程运行的程序。

是否有可能唤醒正在等待 futex 锁的线程？我尝试使用信号机制，但它似乎不起作用。还有其他我可以尝试的方法吗？下面，我添加了一个可能与我想要实现的目标相似的示例。

1. 我有一个线程 A 获取 futex 锁“lockA”，如下所示：- ret = syscall(__NR_futex, &lockA, FUTEX_LOCK_PI, 1, 0, NULL, 0);

2. 我有一个线程 B 试图获取 futex 锁“lockA”，并在内核中阻塞，因为线程 A 已经获取了锁。 ret = syscall(__NR_futex, &lockA, FUTEX_LOCK_PI, 1, 0, NULL, 0);

3. 如果线程 B 确实获得了 lockA，另一个线程 C 将知道它。如果线程 B 没有获得锁，线程 C 会希望线程 B 停止等待锁，并执行其他操作。

所以基本上，在这一点上，我试图弄清楚我是否可以让线程 C“信号”线程 B，这样它就不会再在内核中阻塞了。为了做到这一点，我在线程 B 中设置了一个信号处理程序，如下所示：-

从线程 CI 尝试将信号发送为：- pthread_kill(tid_of_B, SIGSYS);

我究竟做错了什么？线程B可以被唤醒吗？如果是这样，我应该使用另一种方法吗？

[编辑] 根据下面的评论，我尝试检查 pthread_kill 的返回值并意识到调用没有返回。

不相关的进程如何使用 futex 进行协作？

假设我有不相关的进程，一个是我的模块的 apache 子进程，另一个是例如后台脚本。

我想使用 futex 在两者之间建立一个带有互斥锁的条件变量，以有利于用户空间的快速代码路径。

在我看来，存储互斥锁的内存可能在一个mmap'd 文件中，如果该内存被映射，例如mlock'd 两个进程理论上可以针对同一地址发出 futex 调用。

或者，也许 futex 可以使用FUTEX_FD.

接受低级、高级和动态语言（C、C++、Python 等）的代码提交。还必须支持“强大的 futex”API。

参考：

• https://www.kernel.org/doc/Documentation/robust-futexes.txt
• http://locklessinc.com/articles/mutex_cv_futex/

我想检测一个大型 Python 项目，以便能够调试如下所示的生产问题：

在这里，一个线程在某个锁（或条件变量）上等待了 14.4 秒。

我不确定该锁是在 Python 代码中还是在某些第 3 方 C 扩展中创建的，但 Python 在统计上是一个不错的猜测。

在我附加的时候strace，这个 futex 已经创建好了。我怀疑它是在应用程序启动期间创建的。

我想戳threading.Lock()和threading.Condition()对象并找出它们底层的 futex id。

至少我会记录这些 id，以便以后，如果我必须 strace 正在运行的应用程序，我可以将 futex 调用解析为合乎逻辑的东西。

我正在调试多线程 linux 进程中的一个问题，其中某个线程似乎没有执行几秒钟。查看 strace 输出显示它正在等待 futex，例如
1673109 14:36:28.600329 futex(0x44b8d20, FUTEX_WAIT_PRIVATE,
1673109 14:36:33.221850 <... futex resumed> ) = 0 <4.621514>

我怎样才能找出这个 futex(0x44b8d20) 在用户空间中指的是什么，即如何将它映射到一个在内部使用 futex 的锁定结构。