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_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); 

  
   //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：

[cpp]
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#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);<span style="white-space:pre">  </span>//统计cpu个数  
    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。