线程绑定CPU核-sched_setaffinity

Posted 2021-01-02 lvdongjie

 

CPU亲合力就是指在Linux系统中能够将一个或多个进程绑定到一个或多个处理器上运行.

一个进程的CPU亲合力掩码决定了该进程将在哪个或哪几个CPU上运行.在一个多处理器系统中,设置CPU亲合力的掩码可能会获得更好的性能.

 

 

一个CPU的亲合力掩码用一个cpu_set_t结构体来表示一个CPU集合,下面的几个宏分别对这个掩码集进行操作:

   ·CPU_ZERO() 清空一个集合

   ·CPU_SET()与CPU_CLR()分别对将一个给定的CPU号加到一个集合或者从一个集合中去掉.

   ·CPU_ISSET()检查一个CPU号是否在这个集合中.

下面两个函数就是用来设置获取线程CPU亲和力状态: 
    ·sched_setaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask) 
      该函数设置进程为pid的这个进程,让它运行在mask所设定的CPU上.如果pid的值为0,则表示指定的是当前进程,使当前进程运行在mask所设定的那些CPU上.第二个参数cpusetsize是mask所指定的数的长度.通常设定为sizeof(cpu_set_t).如果当前pid所指定的进程此时没有运行在mask所指定的任意一个CPU上,则该指定的进程会从其它CPU上迁移到mask的指定的一个CPU上运行. 
    ·sched_getaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask) 
      该函数获得pid所指示的进程的CPU位掩码,并将该掩码返回到mask所指向的结构中.即获得指定pid当前可以运行在哪些CPU上.同样,如果pid的值为0.也表示的是当前进程

 

1.  
   cpu_set_t的定义
2.  
    
3.  
   # define __CPU_SETSIZE 1024
4.  
   # define __NCPUBITS (8 * sizeof (__cpu_mask))
5.  
   typedef unsigned long int __cpu_mask;
6.  
   # define __CPUELT(cpu) ((cpu) / __NCPUBITS)
7.  
   # define __CPUMASK(cpu) ((__cpu_mask) 1 << ((cpu) % __NCPUBITS))
8.  
   typedef struct
9.  
   {
10.  
    __cpu_mask __bits[__CPU_SETSIZE / __NCPUBITS];
11.  
    } cpu_set_t;
12.  
     
13.  
    # define __CPU_ZERO(cpusetp)
14.  
    do {
15.  
    unsigned int __i;
16.  
    cpu_set_t *__arr = (cpusetp);
17.  
    for (__i = 0; __i < sizeof (cpu_set_t) / sizeof (__cpu_mask); ++__i)
18.  
    __arr->__bits[__i] = 0;
19.  
    } while (0)
20.  
    # define __CPU_SET(cpu, cpusetp)
21.  
    ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] |= __CPUMASK (cpu))
22.  
    # define __CPU_CLR(cpu, cpusetp)
23.  
    ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] &= ~__CPUMASK (cpu))
24.  
    # define __CPU_ISSET(cpu, cpusetp)
25.  
    (((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] & __CPUMASK (cpu)) != 0)

 测试代码：

 

1.  
   #include<stdlib.h>
2.  
   #include<stdio.h>
3.  
   #include<sys/types.h>
4.  
   #include<sys/sysinfo.h>
5.  
   #include<unistd.h>
6.  
    
7.  
   #define __USE_GNU
8.  
   #include<sched.h>
9.  
   #include<ctype.h>
10.  
    #include<string.h>
11.  
    #include<pthread.h>
12.  
    #define THREAD_MAX_NUM 100 //1个CPU内的最多进程数
13.  
     
14.  
    int num=0; //cpu中核数
15.  
    void* threadFun(void* arg) //arg 传递线程标号（自己定义）
16.  
    {
17.  
    cpu_set_t mask; //CPU核的集合
18.  
    cpu_set_t get; //获取在集合中的CPU
19.  
    int *a = (int *)arg;
20.  
    printf("the a is:%d ",*a); //显示是第几个线程
21.  
    CPU_ZERO(&mask); //置空
22.  
    CPU_SET(*a,&mask); //设置亲和力值
23.  
    if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)//设置线程CPU亲和力
24.  
    {
25.  
    printf("warning: could not set CPU affinity, continuing... ");
26.  
    }
27.  
    while (1)
28.  
    {
29.  
    CPU_ZERO(&get);
30.  
    if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)//获取线程CPU亲和力
31.  
    {
32.  
    printf("warning: cound not get thread affinity, continuing... ");
33.  
    }
34.  
    int i;
35.  
    for (i = 0; i < num; i++)
36.  
    {
37.  
    if (CPU_ISSET(i, &get))//判断线程与哪个CPU有亲和力
38.  
    {
39.  
    printf("this thread %d is running processor : %d ", i,i);
40.  
    }
41.  
    }
42.  
    }
43.  
     
44.  
    return NULL;
45.  
    }
46.  
     
47.  
    int main(int argc, char* argv[])
48.  
    {
49.  
    num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF); //获取核数
50.  
    pthread_t thread[THREAD_MAX_NUM];
51.  
    printf("system has %i processor(s). ", num);
52.  
    int tid[THREAD_MAX_NUM];
53.  
    int i;
54.  
    for(i=0;i<num;i++)
55.  
    {
56.  
    tid[i] = i; //每个线程必须有个tid[i]
57.  
    pthread_create(&thread[0],NULL,threadFun,(void*)&tid[i]);
58.  
    }
59.  
    for(i=0; i< num; i++)
60.  
    {
61.  
    pthread_join(thread[i],NULL);//等待所有的线程结束，线程为死循环所以CTRL+C结束
62.  
    }
63.  
    return 0;
64.  
    }

 

编译命令：gcc bind.c -o bind -lpthread

执行：./bind

输出结果：略

 

特别注意：

#define __USE_GNU不要写成#define _USE_GNU

#include<pthread.h>必须写在#define __USE_GNU之后，否则编译会报错

查看你的线程情况可以在执行时在另一个窗口使用top -H来查看线程的情况，查看各个核上的情况请使用top命令然后按数字“1”来查看。