如何指定進程運行的CPU

coolshell最新的文章《性能調優攻略》在“多核CPU調優”章節，提到“我們不能任由操作系統負載均衡，因為我們自己更了解自己的程序，所以，我們可以手動地為其分配CPU核，而不會過多地占用CPU0，或是讓我們關鍵進程和一堆別的進程擠在一起。”。在文章中提到了Linux下的一個工具，taskset，可以設定單個進程運行的CPU。

同時，因為最近在看redis的相關資料，redis作為單進程模型的程序，為了充分利用多核CPU，常常在一台server上會啟動多個實例。而為了減少切換的開銷，有必要為每個實例指定其所運行的CPU。

 

下文，將會介紹taskset命令，以及sched_setaffinity系統調用，兩者均可以指定進程運行的CPU實例。

1.taskset

taskset是LINUX提供的一個命令(ubuntu系統可能需要自行安裝，schedutils package)。他可以讓某個程序運行在某個（或）某些CPU上。

以下均以redis-server舉例。

1）顯示進程運行的CPU

命令taskset -p 21184

顯示結果：

pid 21184's current affinity mask: ffffff

注：21184是redis-server運行的pid

      顯示結果的ffffff實際上是二進制24個低位均為1的bitmask，每一個1對應於1個CPU，表示該進程在24個CPU上運行

2）指定進程運行在某個特定的CPU上

命令taskset -pc 3 21184

顯示結果：

pid 21184's current affinity list: 0-23
pid 21184's new affinity list: 3

注：3表示CPU將只會運行在第4個CPU上（從0開始計數）。

3）進程啟動時指定CPU

命令taskset -c 1 ./redis-server ../redis.conf

 

結合這上邊三個例子，再看下taskset的manual，就比較清楚了。

OPTIONS
-p, --pid
operate on an existing PID and not launch a new task

-c, --cpu-list
specify a numerical list of processors instead of a bitmask. The list may contain multiple items, separated by comma, and ranges. For example, 0,5,7,9-11.

 

2.sched_setaffinity系統調用

如下文章部分翻譯自：http://www.thinkingparallel.com/2006/08/18/more-information-on-pthread_setaffinity_np-and-sched_setaffinity/

問題描述

sched_setaffinity可以將某個進程綁定到一個特定的CPU。你比操作系統更了解自己的程序，為了避免調度器愚蠢的調度你的程序，或是為了在多線程程序中避免緩存失效造成的開銷，你可能會希望這樣做。如下是sched_setaffinity的例子，其函數手冊可以參考（http://www.linuxmanpages.com/man2/sched_getaffinity.2.php）：

/* Short test program to test sched_setaffinity
* (which sets the affinity of processes to processors).
* Compile: gcc sched_setaffinity_test.c
*              -o sched_setaffinity_test -lm
* Usage: ./sched_setaffinity_test
*
* Open a "top"-window at the same time and see all the work
* being done on CPU 0 first and after a short wait on CPU 1.
* Repeat with different numbers to make sure, it is not a
* coincidence.
*/
 
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <sched.h>
 
double waste_time(long n)
{
    double res = 0;
    long i = 0;
    while(i <n * 200000) {
        i++;
        res += sqrt (i);
    }
    return res;
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    unsigned long mask = 1; /* processor 0 */
 
    /* bind process to processor 0 */
    if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) <0) {
        perror("sched_setaffinity");
    }
 
    /* waste some time so the work is visible with "top" */
    printf ("result: %f\n", waste_time (2000));
 
    mask = 2; /* process switches to processor 1 now */
    if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) <0) {
        perror("sched_setaffinity");
    }
 
    /* waste some more time to see the processor switch */
    printf ("result: %f\n", waste_time (2000));
}

根據你CPU的快慢，調整waste_time的參數。然后使用top命令，就可以看到進程在不同CPU之間的切換。（啟動top命令后按“1”，可以看到各個CPU的情況）。

 

父進程和子進程之間會繼承對affinity的設置。因此，大膽猜測，taskset實際上是首先執行了sched_setaffinity系統調用，然后fork+exec用戶指定的進程。