linux应用如何进行cpu绑定

1 安装taskset

$ yum install util-linux1

如果系统没有taskset命令，使用yum安装util-linux即可，这是一个工具集，其中包含了taskset命令。

2 查看应用的cpu亲和力（affinity）

$ taskset -p 14795pid 14795's current affinity mask: 3

$ taskset -cp 14795

pid 14795's current affinity list: 0,11234

示例中，查看进程14795的cpu亲和力，使用-p选项指定需要查询的进程号，默认打印的是一个十六进制数，如果使用-cp选项打印的是一个cpu列表，表示相应的cpu核。3的二进制形式是0011，相应的第0位和第1位都是1，对应了-cp打印的0和1，表示14795进程只能运行在cpu的第0个核和第1个核。

3 将应用绑定到指定的cpu运行

$ taskset -p 0x1 14795pid 14795's current affinity mask: 3pid 14795's new affinity mask: 1123

或

$ taskset -cp 0 14795pid 14795's current affinity list: 0,1

pid 14795's new affinity list: 0123

示例中，通过taskset命令重新设置了进程14795的cpu亲和力，前后2种方式设置效果一样，都表示进程14795只能运行在cpu的第0个核。因为-p指定的0x01二进制形式为0001，第0位是1，表示第0个cpu核。-cp直接指定了0，也表示第0个cpu核。

除了通过taskset命令绑定应用到指定的cpu上，也可以通过taskset命令启动应用，并指定应用运行的cpu，例如：

$ taskset 0x1 sleep 10000 &

[2] 14925$ taskset -p 14925pid 14925's current affinity mask: 1

$ taskset -cp 14925

pid 14925's current affinity list: 0123456

示例中，通过taskset启动应用（使用sleep命令模拟应用），并设置相应的cpu亲和力，即进程14925只能运行在cpu的第0个核。启动程序后查看进程的cpu亲和力，和启动时设置的相同。

另外，除了通过taskset命令实现cpu绑定，很多语言都提供了相应的api实现cpu绑定功能，例如c的sched_setaffinity和sched_getaffinity，python 3的os.sched_setaffinity和os.sched_getaffinity。

1、物理CPU数：机器主板上实际插入的cpu数量，比如说你的主板上安装了一块8核CPU，那么物理CPU个数就是1个，所以物理CPU个数就是主板上安装的CPU个数。

2、物理CPU核数：单个物理CPU上面有多个核，物理CPU核数=物理CPU数✖️单个物理CPU的核

3、逻辑CPU核数：一般情况，我们认为一颗CPU可以有多个核，加上intel的超线程技术(HT), 可以在逻辑上再分一倍数量的CPU core出来。逻辑CPU核数=物理CPU数✖️单个物理CPU的核*2

4、超线程技术(Hyper-Threading)：就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑CPU模拟成两个物理CPU，实现多核多线程。我们常听到的双核四线程/四核八线程指的就是支持超线程技术的CPU。

1、并行：两件（多件）事情在同一时刻一起发生。

2、并发：两件（多件）事情在同一时刻只能有一个发生，由于CPU快速切换，从而给人的感觉是同时进行。

3、进程和线程

进程是资源分配的最小单位，一个程序有至少一个进程。线程是程序执行的最小单位。一个进程有至少一个线程。

线程之间的通信更方便，同一进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据，而进程之间的通信需要以通信的方式（IPC)进行。多进程程序更健壮，多线程程序只要有一个线程死掉，整个进程也死掉了，而一个进程死掉并不会对另外一个进程造成影响，因为进程有自己独立的地址空间。

4、单核多线程：单核CPU上运行多线程， 同一时刻只有一个线程在跑，系统进行线程切换，系统给每个线程分配时间片来执行，看起来就像是同时在跑， 但实际上是每个线程跑一点点就换到其它线程继续跑。

5、多核多线程：每个核上各自运行线程，同一时刻可以有多个线程同时在跑。

1、对于单核：多线程和多进程的多任务是在单cpu交替执行（时间片轮转调度，优先级调度等），属于并发

2、对于多核：同一个时间多个进程运行在不同的CPU核上，或者是同一个时间多个线程能分布在不同的CPU核上（线程数小于内核数），属于并行。

3、上下文切换：上下文切换指的是内核（ *** 作系统的核心）在CPU上对进程或者线程进行切换。上下文切换过程中的信息被保存在进程控制块（PCB-Process Control Block）中。PCB又被称作切换帧（SwitchFrame）。上下文切换的信息会一直被保存在CPU的内存中，直到被再次使用。

CPU 亲和性（affinity）就是进程要在某个给定的 CPU 上尽量长时间地运行而不被迁移到其他处理器的倾向性。这样可以减少上下文切换的次数，提高程序运行性能。可分为：自然亲和性和硬亲和性

1、自然亲和性：就是进程要在指定的 CPU 上尽量长时间地运行而不被迁移到其他处理器，Linux 内核进程调度器天生就具有被称为 软 CPU 亲和性（affinity） 的特性，这意味着进程通常不会在处理器之间频繁迁移。这种状态正是我们希望的，因为进程迁移的频率小就意味着产生的负载小。Linux调度器缺省就支持自然CPU亲和性(natural CPU affinity): 调度器会试图保持进程在相同的CPU上运行。

2、硬亲和性：简单来说就是利用linux内核提供给用户的API，强行将进程或者线程绑定到某一个指定的cpu核运行。Linux硬亲和性指定API：taskset .

taskset [options] mask command [arg]...

taskset [options] -p [mask] pid

taskset 命令用于设置或者获取一直指定的 PID 对于 CPU 核的运行依赖关系。也可以用 taskset 启动一个命令，直接设置它的 CPU 核的运行依赖关系。

CPU 核依赖关系是指，命令会被在指定的 CPU 核中运行，而不会再其他 CPU 核中运行的一种调度关系。需要说明的是，在正常情况下，为了系统性能的原因，调度器会尽可能的在一个 CPU 核中维持一个进程的执行。强制指定特殊的 CPU 核依赖关系对于特殊的应用是有意义的

CPU 核的定义采用位定义的方式进行，最低位代表 CPU0，然后依次排序。这种位定义可以超过系统实际的 CPU 总数，并不会存在问题。通过命令获得的这种 CPU 位标记，只会包含系统实际 CPU 的数目。如果设定的位标记少于系统 CPU 的实际数目，那么命令会产生一个错误。当然这种给定的和获取的位标记采用 16 进制标识。

0x00000001

代表 #0 CPU

0x00000003

代表 #0 和 #1 CPU

0xFFFFFFFF

代表 #0 到 #31 CPU

-p, --pid

对一个现有的进程进行 *** 作，而不是启动一个新的进程

-c, --cpu-list

使用 CPU 编号替代位标记，这可以是一个列表，列表中可以使用逗号分隔，或者使用 "-" 进行范围标记，例如：0,5,7,9

-h, --help

打印帮助信息

-V, --version

打印版本信息

如果需要设定，那么需要拥有 CAP_SYS_NICE 的权限；如果要获取设定信息，没有任何权限要求。

taskset 命令属于 util-linux-ng 包，可以使用 yum 直接安装。

不管是线程还是进程，都是通过设置亲和性(affinity)来达到目的。

与进程的情况相似，线程亲和性的设置和获取主要通过下面两个函数来实现：

int

pthread_setaffinity_np(pthread_tthread, size_t

cpusetsize，const cpu_set_t *cpuset)

int pthread_getaffinity_np(pthread_t

thread, size_t

cpusetsize, cpu_set_t *cpuset)

从函数名以及参数名都很明了，唯一需要点解释下的可能就是cpu_set_t这个结构体了。这个结构体的理解类似于select中的fd_set，可以理解为cpu集，也是通过约定好的宏来进行清除、设置以及判断：

//初始化，设为空

void CPU_ZERO (cpu_set_t *set)

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