面试题：进程管理：线程创建与销毁对进程资源分配的影响

Question

在一个多线程进程中，简述线程创建和销毁时，进程的内存资源、文件描述符等资源分配和回收的一般过程是怎样的？

Answer 1

线程创建时资源分配过程

1. 内存资源：
   • 线程栈：每个线程都有自己独立的栈空间，用于存储局部变量、函数调用信息等。进程通常会从堆空间或进程地址空间的特定区域为新线程分配栈内存。栈的大小可以在创建线程时指定，不同操作系统和编译器可能有默认值。例如在Linux系统中，pthread_create函数创建线程时，可以通过线程属性结构体（pthread_attr_t）来设置栈大小等属性。
   • 线程控制块（TCB）：操作系统为每个线程维护一个线程控制块，用于记录线程的状态、优先级、上下文等信息。这部分内存通常由操作系统内核管理，对用户态线程创建函数（如pthread_create）来说是透明的。
2. 文件描述符：线程共享进程的文件描述符表。当线程创建时，它自动继承进程已打开的所有文件描述符。这意味着所有线程都可以访问和操作进程中已打开的文件、套接字等I/O资源。例如，如果进程在主线程中打开了一个文件（获得文件描述符），新创建的线程可以直接使用该文件描述符对文件进行读写操作。

线程销毁时资源回收过程

1. 内存资源：
   • 线程栈：当线程终止时，其栈空间会被回收。如果线程是正常终止（例如通过调用pthread_exit函数），操作系统或运行时库会负责释放线程栈占用的内存，将这部分内存归还给进程的堆空间或进程地址空间的相应区域，以便后续重新分配。
   • 线程控制块（TCB）：操作系统检测到线程终止后，会回收线程控制块占用的内核内存，释放相关数据结构，从而完成对线程在操作系统层面管理信息的清理。
2. 文件描述符：由于线程共享进程的文件描述符表，线程销毁时不会直接关闭文件描述符。只有当进程中所有线程都结束，且进程关闭文件描述符（例如通过调用close函数关闭文件描述符）或进程终止时，相关的文件资源才会被真正释放，操作系统会将文件描述符对应的内核资源（如文件表项等）回收，文件系统也会完成相应的清理操作（如更新文件元数据等）。