linux下让进程运行在指定的cpu上

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最近负责的svr压力比较大，业务逻辑有点复杂,能优化的地方已经全部优化了，

目前每秒3k次，cpu负载还是比较高

top看一下，4核的cpu负载不是太均衡，打算考虑一下将业务进程指定到3个cpu上运行，另外一个cpu专门负责处理网络收发包；打算尝试一下，如果还是不行，再过段时间，访问量再增加的话，就要加机器了，呜呜

补充：今天测试了一下，效果挺好，同样进程数的情况下，进行cpu绑定

每个cpu都利用起来了，负载也比不绑定的情况下好了很多

分析一下有效果的原因：

看了《linux内核设计与实现》的42节，觉得人为控制一下cpu的绑定还是有用处的
1、linux的SMP负载均衡是基于进程数的，每个cpu都有一个可执行进程队列，只有当其中一个cpu的可执行队列里进程数比其他cpu队列进程数多25%时，才会将进程移动到另外空闲cpu上，也就是说cpu0上的进程数应该是比其他cpu上多，但是会在25%以内


2、我们的业务中耗费cpu的分四种类型，(1)网卡中断(2)1个处理网络收发包进程(3)耗费cpu的n个worker进程(4)其他不太耗费cpu的进程

    基于1中的 负载均衡是针对进程数，那么(1)(2)大部分时间会出现在cpu0上，(3)的n个进程会随着调度，平均到其他多个cpu上，(4)里的进程也是随着调度分配到各个cpu上；

当发生网卡中断的时候，cpu被打断了，处理网卡中断，那么分配到cpu0上的worker进程肯定是运行不了的

其他cpu上不是太耗费cpu的进程获得cpu时，就算它的时间片很短，它也是要执行的，那么这个时候，你的worker进程还是被影响到了；按照调度逻辑，一种非常恶劣的情况是：(1)(2)(3)的进程全部分配到cpu0上，其他不太耗费cpu的进程数很多，全部分配到cpu1，cpu2，cpu3上。。那么网卡中断发生的时候，你的业务进程就得不到cpu了

如果从业务的角度来说，worker进程运行越多，肯定业务处理越快，人为的将它捆绑到其他负载低的cpu上，肯定能提高worker进程使用cpu的时间

找了个例子：

现在多CPU的趋势越来越大了. 有时候为了更好地操作机器, 需要将某个进程绑定到具体的CPU上去. 下面给出了一个进程绑定到具体的CPU上去的一个例子.

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·········10········20········30········40········50········60········70········80········90········100·······110·······120·······130·······140·······15001.#include<stdlib.h>  
02.#include<stdio.h>  
03.#include<sys/types.h>  
04.#include<sys/sysinfo.h>  
05.#include<unistd.h>  
06. 
07.#define __USE_GNU  
08.#include<sched.h>  
09.#include<ctype.h>  
10.#include<string.h>  
11. 
12.int main(int argc, char* argv[])  
13.{  
14.        int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);  
15.        int created_thread = 0;  
16.        int myid;  
17.        int i;  
18.        int j = 0;  
19. 
20.        cpu_set_t mask;  
21.        cpu_set_t get;  
22. 
23.        if (argc != 2)  
24.        {  
25.                printf("usage : ./cpu num\n");  
26.                exit(1);  
27.        }  
28. 
29.        myid = atoi(argv[1]);  
30. 
31.        printf("system has %i processor(s). \n", num);  
32. 
33.        CPU_ZERO(&mask);  
34.        CPU_SET(myid, &mask);  
35. 
36.        if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)  
37.        {  
38.                printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");  
39.        }  
40.        while (1)  
41.        {  
42. 
43.                CPU_ZERO(&get);  
44.                if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)  
45.                {  
46.                        printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing...\n");  
47.                }  
48.                for (i = 0; i < num; i++)  
49.                {  
50.                        if (CPU_ISSET(i, &get))  
51.                        {  
52.                                printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i);  
53.                        }  
54.                }  
55.        }  
56.        return 0;  
57.} 
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/sysinfo.h>
#include<unistd.h>

#define __USE_GNU
#include<sched.h>
#include<ctype.h>
#include<string.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
        int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
        int created_thread = 0;
        int myid;
        int i;
        int j = 0;

        cpu_set_t mask;
        cpu_set_t get;

        if (argc != 2)
        {
                printf("usage : ./cpu num\n");
                exit(1);
        }

        myid = atoi(argv[1]);

        printf("system has %i processor(s). \n", num);

        CPU_ZERO(&mask);
        CPU_SET(myid, &mask);

        if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)
        {
                printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");
        }
        while (1)
        {

                CPU_ZERO(&get);
                if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)
                {
                        printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing...\n");
                }
                for (i = 0; i < num; i++)
                {
                        if (CPU_ISSET(i, &get))
                        {
                                printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i);
                        }
                }
        }
        return 0;
}


下面是在两个终端分别执行了./cpu 0  ./cpu 2 后得到的结果. 效果比较明显.

QUOTE:
Cpu0  :  5.3%us,  5.3%sy,  0.0%ni, 87.4%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  2.0%si,  0.0%st
Cpu1  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu2  :  5.0%us, 12.2%sy,  0.0%ni, 82.8%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu3  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu4  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni, 99.7%id,  0.3%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu5  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu6  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu7  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
///////////////////////////////////////////////
CPU Affinity (CPU亲合力)

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.
其实这几个的用法与select()函数那几个调用差不多.
下面两个函数就是最主要的了:
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CPU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.

这几个宏与函数的具体用法前面已经有讲解.

关于cpu_set_t的定义

# define __CPU_SETSIZE  1024
# define __NCPUBITS     (8 * sizeof (__cpu_mask))

typedef unsigned long int __cpu_mask;

# define __CPUELT(cpu)  ((cpu) / __NCPUBITS)
# define __CPUMASK(cpu) ((__cpu_mask) 1 << ((cpu) % __NCPUBITS))

typedef struct
{
  __cpu_mask __bits[__CPU_SETSIZE / __NCPUBITS];
} cpu_set_t;


# define __CPU_ZERO(cpusetp) \
  do {                                                                        \
    unsigned int __i;                                                         \
    cpu_set_t *__arr = (cpusetp);                                             \
    for (__i = 0; __i < sizeof (cpu_set_t) / sizeof (__cpu_mask); ++__i)      \
      __arr->__bits[__i] = 0;                                                 \
  } while (0)
# define __CPU_SET(cpu, cpusetp) \
  ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] |= __CPUMASK (cpu))
# define __CPU_CLR(cpu, cpusetp) \
  ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] &= ~__CPUMASK (cpu))
# define __CPU_ISSET(cpu, cpusetp) \
  (((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] & __CPUMASK (cpu)) != 0)

在我的机器上sizeof(cpu_set_t)的大小为128,即一共有1024位.第一位代表一个CPU号.某一位为1则表示某进程可以运行在该位所代表的cpu上.例如
CPU_SET(1, &mask);
则mask所对应的第2位被设置为1.
此时如果printf("%d\n", mask.__bits[0]);就打印出2.表示第2位被置为1了.


具体我是参考man sched_setaffinity文档中的函数的.
然后再参考了一下IBM的 developerWorks上的一个讲解

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/eroswang/archive/2009/07/09/4336093.aspx