CPU的亲缘性affinity

前言

  本文简单介绍一下CPU亲缘性以及实现方法。

  本专栏知识点是通过零声教育的线上课学习，进行梳理总结写下文章，对c/c++linux课程感兴趣的读者，可以点击链接 C/C++后台高级服务器课程介绍 详细查看课程的服务。

何谓亲缘性

  亲缘性的作用就是把线程or进程与CPU做黏合，也就是说，做了亲缘性的线程或进程，只会在这一个CPU核上运行，只在这一个CPU核上被调度，且不会切换到其他的CPU核上运行。这就是亲缘性。

亲缘性API介绍

• cpu_set_t mask：创建CPU核位图
• CPU_ZERO(&mask)：将位图置空
• CPU_SET(self_id % num, &mask)：将位图的某一位置1
• sched_setaffinity(self_id, sizeof(mask), &mask)：将对应进程或线程绑定到置1的这个CPU核上

测试

八个进程绑定八个CPU核心

//
// Created by 68725 on 2022/8/4.
//
#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */

#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sched.h>


void process_affinity(int num) {
    
    pid_t self_id = getpid();
// pid_t self_id = syscall(__NR_gettid);

    cpu_set_t mask;

    CPU_ZERO(&mask);
    //绑定某个CPU核心
    CPU_SET(self_id % num, &mask);
    //设置亲缘性
// sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask);
    sched_setaffinity(self_id, sizeof(mask), &mask);

    while (1);
}

int main() {
    
    //获取cpu数量
    int cpu_num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);

    int i;
    pid_t pid = 0;
    //创建与CPU数量一样多的进程
    for (i = 0; i < cpu_num; i++) {
    
        pid = fork();
        if (pid == (pid_t) 0) {
    
            break;
        }
    }
    if (pid == 0) {
    
        process_affinity(cpu_num);
    }
    while (1)usleep(1);
}

  可以看到瞬间跑满了

八个进程绑定四个CPU核心

//
// Created by 68725 on 2022/8/4.
//
#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */

#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sched.h>


void process_affinity(int num) {
    
    pid_t self_id = getpid();
// pid_t self_id = syscall(__NR_gettid);

    cpu_set_t mask;

    CPU_ZERO(&mask);
    //绑定某个CPU核心
    CPU_SET(self_id % num, &mask);
    //设置亲缘性
// sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask);
    sched_setaffinity(self_id, sizeof(mask), &mask);

    while (1);
}

int main() {
    
    //获取cpu数量
    int cpu_num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);

    int i;
    pid_t pid = 0;
    //创建与CPU数量一样多的进程
    for (i = 0; i < cpu_num; i++) {
    
        pid = fork();
        if (pid == (pid_t) 0) {
    
            break;
        }
    }
    if (pid == 0) {
    
        process_affinity(4);
    }
    while (1)usleep(1);
}

  可以看到瞬间4个CPU核跑满

八个进程绑定一个CPU核心

//
// Created by 68725 on 2022/8/4.
//
#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */

#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sched.h>


void process_affinity(int num) {
    
    pid_t self_id = getpid();
// pid_t self_id = syscall(__NR_gettid);

    cpu_set_t mask;

    CPU_ZERO(&mask);
    //绑定某个CPU核心
    CPU_SET(self_id % num, &mask);
    //设置亲缘性
// sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask);
    sched_setaffinity(self_id, sizeof(mask), &mask);

    while (1);
}

int main() {
    
    //获取cpu数量
    int cpu_num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);

    int i;
    pid_t pid = 0;
    //创建与CPU数量一样多的进程
    for (i = 0; i < cpu_num; i++) {
    
        pid = fork();
        if (pid == (pid_t) 0) {
    
            break;
        }
    }
    if (pid == 0) {
    
        process_affinity(1);
    }
    while (1)usleep(1);
}