線程綁定CPU核-sched_setaffinity

 

CPU親合力就是指在Linux系統中能夠將一個或多個進程綁定到一個或多個處理器上運行.

一個進程的CPU親合力掩碼決定了該進程將在哪個或哪幾個CPU上運行.在一個多處理器系統中,設置CPU親合力的掩碼可能會獲得更好的性能.

 

 

一個CPU的親合力掩碼用一個cpu_set_t結構體來表示一個CPU集合,下面的幾個宏分別對這個掩碼集進行操作:

   ·CPU_ZERO() 清空一個集合

   ·CPU_SET()與CPU_CLR()分別對將一個給定的CPU號加到一個集合或者從一個集合中去掉.

   ·CPU_ISSET()檢查一個CPU號是否在這個集合中.

下面兩個函數就是用來設置獲取線程CPU親和力狀態: 
    ·sched_setaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask) 
      該函數設置進程為pid的這個進程,讓它運行在mask所設定的CPU上.如果pid的值為0,則表示指定的是當前進程,使當前進程運行在mask所設定的那些CPU上.第二個參數cpusetsize是mask所指定的數的長度.通常設定為sizeof(cpu_set_t).如果當前pid所指定的進程此時沒有運行在mask所指定的任意一個CPU上,則該指定的進程會從其它CPU上遷移到mask的指定的一個CPU上運行. 
    ·sched_getaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask) 
      該函數獲得pid所指示的進程的CPU位掩碼,並將該掩碼返回到mask所指向的結構中.即獲得指定pid當前可以運行在哪些CPU上.同樣,如果pid的值為0.也表示的是當前進程

 

1.  
   cpu_set_t的定義
2.  
    
3.  
   # define __CPU_SETSIZE 1024
4.  
   # define __NCPUBITS (8 * sizeof (__cpu_mask))
5.  
   typedef unsigned long int __cpu_mask;
6.  
   # define __CPUELT(cpu) ((cpu) / __NCPUBITS)
7.  
   # define __CPUMASK(cpu) ((__cpu_mask) 1 << ((cpu) % __NCPUBITS))
8.  
   typedef struct
9.  
   {
10.  
    __cpu_mask __bits[__CPU_SETSIZE / __NCPUBITS];
11.  
    } cpu_set_t;
12.  
     
13.  
    # define __CPU_ZERO(cpusetp) \
14.  
    do { \
15.  
    unsigned int __i; \
16.  
    cpu_set_t *__arr = (cpusetp); \
17.  
    for (__i = 0; __i < sizeof (cpu_set_t) / sizeof (__cpu_mask); ++__i) \
18.  
    __arr->__bits[__i] = 0; \
19.  
    } while (0)
20.  
    # define __CPU_SET(cpu, cpusetp) \
21.  
    ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] |= __CPUMASK (cpu))
22.  
    # define __CPU_CLR(cpu, cpusetp) \
23.  
    ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] &= ~__CPUMASK (cpu))
24.  
    # define __CPU_ISSET(cpu, cpusetp) \
25.  
    (((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] & __CPUMASK (cpu)) != 0)

 測試代碼：

 

1.  
   #include<stdlib.h>
2.  
   #include<stdio.h>
3.  
   #include<sys/types.h>
4.  
   #include<sys/sysinfo.h>
5.  
   #include<unistd.h>
6.  
    
7.  
   #define __USE_GNU
8.  
   #include<sched.h>
9.  
   #include<ctype.h>
10.  
    #include<string.h>
11.  
    #include<pthread.h>
12.  
    #define THREAD_MAX_NUM 100 //1個CPU內的最多進程數
13.  
     
14.  
    int num=0; //cpu中核數
15.  
    void* threadFun(void* arg) //arg 傳遞線程標號（自己定義）
16.  
    {
17.  
    cpu_set_t mask; //CPU核的集合
18.  
    cpu_set_t get; //獲取在集合中的CPU
19.  
    int *a = (int *)arg;
20.  
    printf("the a is:%d\n",*a); //顯示是第幾個線程
21.  
    CPU_ZERO(&mask); //置空
22.  
    CPU_SET(*a,&mask); //設置親和力值
23.  
    if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)//設置線程CPU親和力
24.  
    {
25.  
    printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");
26.  
    }
27.  
    while (1)
28.  
    {
29.  
    CPU_ZERO(&get);
30.  
    if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)//獲取線程CPU親和力
31.  
    {
32.  
    printf("warning: cound not get thread affinity, continuing...\n");
33.  
    }
34.  
    int i;
35.  
    for (i = 0; i < num; i++)
36.  
    {
37.  
    if (CPU_ISSET(i, &get))//判斷線程與哪個CPU有親和力
38.  
    {
39.  
    printf("this thread %d is running processor : %d\n", i,i);
40.  
    }
41.  
    }
42.  
    }
43.  
     
44.  
    return NULL;
45.  
    }
46.  
     
47.  
    int main(int argc, char* argv[])
48.  
    {
49.  
    num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF); //獲取核數
50.  
    pthread_t thread[THREAD_MAX_NUM];
51.  
    printf("system has %i processor(s). \n", num);
52.  
    int tid[THREAD_MAX_NUM];
53.  
    int i;
54.  
    for(i=0;i<num;i++)
55.  
    {
56.  
    tid[i] = i; //每個線程必須有個tid[i]
57.  
    pthread_create(&thread[ 0],NULL,threadFun,(void*)&tid[i]);
58.  
    }
59.  
    for(i=0; i< num; i++)
60.  
    {
61.  
    pthread_join(thread[i], NULL);//等待所有的線程結束，線程為死循環所以CTRL+C結束
62.  
    }
63.  
    return 0;
64.  
    }

 

編譯命令：gcc bind.c -o bind -lpthread

執行：./bind

輸出結果：略

 

特別注意：

#define __USE_GNU不要寫成#define _USE_GNU

#include<pthread.h>必須寫在#define __USE_GNU之后，否則編譯會報錯

查看你的線程情況可以在執行時在另一個窗口使用top -H來查看線程的情況，查看各個核上的情況請使用top命令然后按數字“1”來查看。