Linux进程或线程绑定到CPU

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Linux进程或线程绑定到CPU

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。

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：
#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

示例代码



#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();
}
}
　　

测试

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。


线程绑定到CPU

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。

示例代码



#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);
}
　　

测试

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。