為了讓程序擁有更好的性能,有時候需要將進程或線程綁定到特定的CPU,這樣可以減少調度的開銷和保護關鍵進程或線程。
進程綁定到CPU
Linux提供一個接口,可以將進程綁定到特定的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);
參數
pid:進程的id號,如果pid為0,則表示本進程
cpusetsize:mask的大小
mask:運行進程的CPU,可以通過以下函數操作mask
#define CPU_SET(cpu, cpusetp) //設置cpu
#define CPU_CLR(cpu, cpusetp) //刪除cpu
#define CPU_ISSET(cpu, cpusetp) //判斷cpu
#define CPU_ZERO(cpusetp) //初始化為0
示例代碼
#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();
}
}
測試
編譯之後運行程序,輸入命令top -p 進程id,輸入f,輸入j,輸入回車,可以看到進程在cpu0123之間不停切換。
線程綁定到CPU
不僅僅進程可以綁定到CPU,線程也可以。Linux提供一個接口,可以將線程綁定到特定的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);
該接口與進程綁定到CPU的接口的使用方法基本一致。
當進程綁定到特定的CPU之後,線程還是可以綁定到其他的CPU的,沒有沖突。
示例代碼
#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);
}
測試
編譯運行之後,輸入命令top -p 進程id,輸入f,輸入j,輸入回車,輸入H,可以看到主線程一直保持在cpu0,一個線程在cpu12之前切換,另一個線程在cpu34之間切換。