C言語で1つのプロセス内に作成できるスレッドの最大数を調べる方法

はじめに

この記事では、C言語で1つのプロセス内に作成できるスレッドの最大数を調べるプログラムについて解説します。

スレッドは「軽量プロセス」とも呼ばれ、スケジューラによって独立して管理されます。スレッドはプロセスの構成要素であるため、1つのプロセスに対して複数のスレッドを関連付けることができます。また、プロセスよりも軽量なため、コンテキストスイッチにかかる時間も短くなります。

スレッドはプロセスに比べて必要なリソースが少なく、同一プロセス内の他のスレッドとメモリを共有できる点も大きな特徴です。オペレーティングシステムは、ユーザーレベルのすべてのスレッドを1つのタスクとして扱います。そのため、スレッドの生成や終了には短い時間しかかかりません。

なお、このプログラムの出力結果は、実行するたびに異なる値になります。これは、システムの利用状況や利用可能なリソースが常に変化しているためです。

プログラムのアプローチ

• void* create(void *) 関数を作成します。この関数はスレッドの動作を実証するだけなので、中身は空のままにします。
• main() 関数内で、スレッドの最大数を格納する max = 0 と、戻り値を格納する ret = 0 の2つの int 型変数を初期化します。
• pthread_t 型の変数「th」を宣言します。
• ret == 0 を条件とする while ループを実行し、その中で ret = pthread_create(&th, NULL, create, NULL); を呼び出します。
• ループ内で max++ によってカウントを増やしていきます。
• ループを抜けたら printf() で max の値を出力します。

サンプルコード

#include<pthread.h>
#include<stdio.h>
/* スレッドの動作を実証するだけなので
   関数の中身は空のままにする */
void *create ( void *){
}
// main関数
int main(){
    int max = 0, ret = 0;
    pthread_t th;
    // 戻り値が0である限り繰り返す
    while (ret == 0){
        ret = pthread_create (&th, NULL, create, NULL);
        max++;
    }
    printf(" %d ", max);
}

出力結果

5741

解説

pthread_create() は、新しいスレッドの作成に成功した場合に0を返し、失敗した場合（例えばシステムリソースの上限に達した場合）にはエラーを示す正の値を返します。while ループはこの性質を利用しており、スレッドの生成が成功する限りループを続け、初めて失敗した時点で終了します。最終的な max の値が、その環境で作成できたスレッドの総数となります。

この上限値は、オペレーティングシステムの種類、利用可能なメモリ量、スタックサイズの設定（ulimit -s など）、プロセスごとの制限など、さまざまな要因によって変わるため、毎回異なる結果になることに注意してください。