Linux 进程、线程和CPU的关系，cpu亲和性

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。

绑定cpu方式:

c语言：

sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask)

shell命令:

在grup启动时传给内核参数: isolcpus=2-15, 这里表示隔离第3到16个CPU, Linux程序只跑在第一和第二个CPU上, 空闲的CPU我们可以指定跑进程了.

这是内核文档里对内核参数的解释:

isolcpus= [KNL,SMP] Isolate CPUs from the general scheduler.

Format:

<cpu number>,...,<cpu number>

or

<cpu number>-<cpu number>

(must be a positive range in ascending order)

or a mixture

<cpu number>,...,<cpu number>-<cpu number>

This option can be used to specify one or more CPUs

to isolate from the general SMP balancing and scheduling

algorithms. You can move a process onto or off an

"isolated" CPU via the CPU affinity syscalls or cpuset.

<cpu number>begins at 0 and the maximum value is

"number of CPUs in system - 1".

This option is the preferred way to isolate CPUs. The

alternative -- manually setting the CPU mask of all

tasks in the system -- can cause problems and

suboptimal load balancer performance.

linux nice 命令详解

功能说明：设置优先权。

语法：nice [-n <优先等级>][--help][--version][执行指令]

补充说明：nice指令可以改变程序执行的优先权等级。

参数：-n<优先等级>或-<优先等级>或--adjustment=<优先等级>　设置欲执行的指令的优先权等级。等级的范围从-20-19，其中-20最高，19最低，只有系统管理者可以设置负数的等级。

--help 　在线帮助。

　 　--version 　显示版本信息。

linux renice 命令详解

功能说明：调整优先权。

语法：renice [优先等级][-g <程序群组名称>...][-p <程序识别码>...][-u <用户名称>...]

补充说明：renice指令可重新调整程序执行的优先权等级。预设是以程序识别码指定程序调整其优先权，您亦可以指定程序群组或用户名称调整优先权等级，并修改所有隶属于该程序群组或用户的程序的优先权。等级范围从-20--19，只有系统管理者可以改变其他用户程序的优先权，也仅有系统管理者可以设置负数等级。

参数：

-g <程序群组名称>　使用程序群组名称，修改所有隶属于该程序群组的程序的优先权。

-p <程序识别码>　改变该程序的优先权等级，此参数为预设值。

-u <用户名称>　指定用户名称，修改所有隶属于该用户的程序的优先权。

taskset设定cpu亲和力，cpu亲和力是指

CPU调度程序属性关联性是“锁定”一个进程，使他只能在一个或几个cpu线程上运行。对于一个给定的系统上设置的cpu。给定CPU亲和力和进程不会运行在任何其他CPU。注意,Linux调度器还支持自然CPU关联:（不能让这个cpu只为这一个进程服务）

这里要注意的是我们可以把某个程序限定在某一些CPU上运行，但这并不意味着该程序可以独占这些CPU，其实其他程序还是可以利用这些CPU运行。如果要精确控制CPU，taskset就略嫌不足，cpuset才是可以

-a, --all-tasks *** 作所有的任务线程-p, --pid *** 作已存在的pid-c, --cpu-list 通过列表显示方式设置CPU

（1）指定1和2号cpu运行25718线程的程序

taskset -cp 1,2 25718

（2），让某程序运行在指定的cpu上 taskset -c 1,2,4-7 tar jcf test.tar.gz test

（3）指定在1号CPU上后台执行指定的perl程序

taskset –c 1 nohup perl pi.pl &

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