Linux中线程与CPU核的绑定

最近在对项目进行性能优化，由于在多核平台上，所以了解了些进程、线程绑定cpu核的问题，在这里将所学记录一下。
不管是线程还是进程，都是通过设置亲和性(affinity)来达到目的。对于进程的情况，一般是使用sched_setaffinity这个函数来实现，网上讲的也比较多，这里主要讲一下线程的情况。
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_t
thread, 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);

//将某个cpu加入cpu集中
void CPU_SET (int cpu, cpu_set_t *set);

//将某个cpu从cpu集中移出

void CPU_CLR (int cpu, cpu_set_t *set);

//判断某个cpu是否已在cpu集中设置了

int CPU_ISSET (int cpu, const cpu_set_t *set);

cpu集可以认为是一个掩码，每个设置的位都对应一个可以合法调度的 cpu，而未设置的位则对应一个不可调度的
CPU。换而言之，线程都被绑定了，只能在那些对应位被设置了的处理器上运行。通常，掩码中的所有位都被置位了，也就是可以在所有的cpu中调度。

以下为测试代码：

点击(此处)折叠或打开

#define _GNU_SOURCE

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <pthread.h>

#include <sched.h>

void *myfun(void
*arg)

{

cpu_set_t mask;

cpu_set_t get;

char buf[256];

int i;

int j;

int num
= sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);

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

for
(i
= 0; i
< num; i++)
{

CPU_ZERO(&mask);

CPU_SET(i,
&mask);

if
(pthread_setaffinity_np(pthread_self(),
sizeof(mask),
&mask)
< 0)
{

fprintf(stderr,
"set thread affinity failed\n");

}

CPU_ZERO(&get);

if
(pthread_getaffinity_np(pthread_self(),
sizeof(get),
&get)
< 0)
{

fprintf(stderr,
"get thread affinity failed\n");

}

for
(j
= 0; j
< num; j++)
{

if
(CPU_ISSET(j,
&get))
{

printf("thread %d is running in processor %d\n",
(int)pthread_self(),
j);

}

}

j = 0;

while
(j++
< 100000000)
{

memset(buf,
0, sizeof(buf));

}

}

pthread_exit(NULL);

}

int main(int
argc, char
*argv[])

{

pthread_t tid;

if
(pthread_create(&tid,
NULL,
(void
*)myfun,
NULL)
!= 0)
{

fprintf(stderr,
"thread create failed\n");

return -1;

}

pthread_join(tid,
NULL);

return 0;

}

这段代码将使myfun线程在所有cpu中依次执行一段时间，在我的四核cpu上，执行结果为 ：

system has 4 processor(s)

thread 1095604544 is running in processor 0

thread 1095604544 is running in processor 1

thread 1095604544 is running in processor 2

thread 1095604544 is running in processor 3
在一些嵌入式设备中，运行的进程线程比较单一，如果指定进程线程运行于特定的cpu核，减少进程、线程的核间切换，有可能可以获得更高的性能。