线程绑定CPU核-sched_setaffinity

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

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)

测试代码：

#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>
#include<pthread.h>
#define THREAD_MAX_NUM 100  //1个CPU内的最多进程数
 
int num=0;  //cpu中核数
void* threadFun(void* arg)  //arg  传递线程标号（自己定义）
{
         cpu_set_t mask;  //CPU核的集合
         cpu_set_t get;   //获取在集合中的CPU
         int *a = (int *)arg; 
         printf("the a is:%d\n",*a);  //显示是第几个线程
         CPU_ZERO(&mask);    //置空
         CPU_SET(*a,&mask);   //设置亲和力值
         if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)//设置线程CPU亲和力
         {
                   printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");
         }
         while (1)
         {
                   CPU_ZERO(&get);
                   if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)//获取线程CPU亲和力
                   {
                            printf("warning: cound not get thread affinity, continuing...\n");
                   }
                   int i;
                   for (i = 0; i < num; i++)
                   {
                            if (CPU_ISSET(i, &get))//判断线程与哪个CPU有亲和力
                            {
                                     printf("this thread %d is running processor : %d\n", i,i);
                            }
                   }
         }
 
         return NULL;
}
 
int main(int argc, char* argv[])
{
         num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);  //获取核数
         pthread_t thread[THREAD_MAX_NUM];
         printf("system has %i processor(s). \n", num);
         int tid[THREAD_MAX_NUM];
         int i;
         for(i=0;i<num;i++)
         {
                   tid[i] = i;  //每个线程必须有个tid[i]
                   pthread_create(&thread[0],NULL,threadFun,(void*)&tid[i]);
         }
         for(i=0; i< num; i++)
         {
                   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
         }
         return 0;
}

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。

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