为了让程序拥有更好的性能,有时候需要将进程或线程绑定到特定的 CPU ,这样可以减少调度的开销和保护关键进程或线程。
Linux 提供一个接口,可以将进程绑定到特定的 CPU :
#include <sched.h>
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
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <math.h> #include <sched.h> void WasteTime() { int abc = 10000000; while(abc--) { int tmp = 10000*10000; } sleep(1); } int main(int argc, char **argv) { cpu_set_t mask; while(1) { CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(0, &mask); if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("sched_setaffinity"); } WasteTime(); CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(1, &mask); if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("sched_setaffinity"); } WasteTime(); CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(2, &mask); if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("sched_setaffinity"); } WasteTime(); CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(3, &mask); if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("sched_setaffinity"); } WasteTime(); } }
编译之后运行程序,输入命令 top -p 进程 id ,输入 f ,输入 j ,输入回车,可以看到进程在 cpu0123 之间不停切换。
不仅仅进程可以绑定到 CPU ,线程也可以。 Linux 提供一个接口,可以将线程绑定到特定的 CPU :
#include <pthread.h>
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);
该接口与进程绑定到 CPU 的接口的使用方法基本一致。
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。
#include <stdio.h> #include <math.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #include <sched.h> void WasteTime() { int abc = 10000000; while(abc--) { int tmp = 10000*10000; } sleep(1); } void *thread_func(void *param) { cpu_set_t mask; while(1) { CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(1, &mask); if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("pthread_setaffinity_np"); } WasteTime(); CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(2, &mask); if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("pthread_setaffinity_np"); } WasteTime(); } } void *thread_func1(void *param) { cpu_set_t mask; while(1) { CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(3, &mask); if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("pthread_setaffinity_np"); } WasteTime(); CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(4, &mask); if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("pthread_setaffinity_np"); } WasteTime(); } } int main(int argc, char *argv[]) { cpu_set_t mask; CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(0, &mask); if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) < 0) { perror("sched_setaffinity"); } pthread_t my_thread; if (pthread_create(&my_thread, NULL, thread_func, NULL) != 0) { perror("pthread_create"); } if (pthread_create(&my_thread, NULL, thread_func1, NULL) != 0) { perror("pthread_create"); } while(1) { WasteTime(); } pthread_exit(NULL); }
编译运行之后,输入命令 top -p 进程 id ,输入 f ,输入 j ,输入回车,输入 H ,可以看到主线程一直保持在 cpu0 ,一个线程在 cpu12 之前切换,另一个线程在 cpu34 之间切换。