Linux系统-程序运行CPU核心绑定

序言

多线程程序运行在多核CPU上，如果不进行核心绑定，经检测，默认是使用所有核心来运行程序的。即使单线程程序，运行过程中也会切换CPU核心。

CPU核心绑定的方式

绑定CPU核心，即设置CPU亲和力或者设置处理器关系。在网上查了一些资料，比较常见的绑定CPU核心的方法主要是这两个：

• 命令/脚本实现方式：taskset

• 程序实现方式：

  • 进程：sched_setaffinity
  • 线程：pthread_setaffinity_np

1. taskset实现

• taskset

  • 简介：linux提供的一个命令，它可以让某个进程运行在某个/某些CPU核心上

  • 使用情形：taskset设置CPU亲和力也分两种情况

    • [1] 运行中设置：即知道了进程pid再进行绑定操作
      
      • 这种方法的最大弊端就是不具有实时性
    • [2] 启动时设置：即在程序开始执行时就进行绑定操作
      
      • 这种方法对于适用于实时的性能测试

  • 命令：

    • [1] 显示进程在用CPU

      • taskset -p pid

        • taskset -p 3652
          pid 3652’s current affinity mask: f

        • f = 1111的bitmask，表示进程3652在用的CPU，即四个核心都会使用

    • [2] 进程与特定CPU核心绑定

      • taskset -pc cpu_id pid

        • taskset -pc 3 2499
          pid 2499’s current affinity list: 0-3
          pid 2499’s new affinity list: 3

        • 表示程序绑定在第4个核心运行（从0开始计数）

    • [3] 进程启动时指定CPU

      • taskset -c 1 vlc

      • 表示启动vlc并绑定在第2个核心运行，程序启动后查看各个线程的核心占用如下图（P表示正在使用的核心）

      • 

  • 其他命令

    • taskset -c 0,5,7,9-11 vlc

      • 表示启动vlc并绑定在0,5,7,9-11范围的核心运行

    • taskset -pc 0,3,7-11 700

      • 表示将进程700与特定CPU核心list绑定

2. 程序实现

• 进程绑定到CPU

  • Linux提供一个接口，可以将进程绑定到特定的CPU：

/* 头文件 */
#include 

/* 函数 */
int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, const cpu_set_t *mask);

int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, cpu_set_t *mask);

参数

    pid：进程的id号，如果pid为0，则表示本进程

    cpusetsize：mask的大小

    mask：运行进程的CPU，可以通过以下函数操作mask

#define CPU_SET(cpu, cpusetp)   //设置cpu

#define CPU_CLR(cpu, cpusetp)   //删除cpu

#define CPU_ISSET(cpu, cpusetp) //判断cpu

#define CPU_ZERO(cpusetp)       //初始化为0

• 线程绑定到CPU
  
  • Linux提供一个接口，可以将线程绑定到特定的CPU
  • 该接口与进程绑定到CPU的接口的使用方法基本一致
    
    • 注：当进程绑定到特定的CPU之后，线程还是可以绑定到其他的CPU的，没有冲突。

/* 头文件 */
#include 

/* 函数 */
int pthread_setaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, const cpu_set_t *cpuset);

int pthread_getaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, cpu_set_t *cpuset);

• 程序实现使用示例可参考：http://www.linuxidc.com/Linux/2015-04/116867.htm

Acknowledgements:
http://blog.csdn.net/vevenlcf/article/details/46842137
http://www.linuxidc.com/Linux/2015-04/116867.htm

2017.08.04