Linux进程指定到指定CPU运行« 椽鱼设计

Posted on 29th 四月 2010 by admin in

觉得人为控制一下cpu的绑定还是有用处的
1、linux的SMP负载均衡是基于进程数的,每个cpu都有一个可执行进程队列,只有当其中一个cpu的可执行队列里进程数比其他cpu队列进程数多25%时,才会将进程移动到另外空闲cpu上,也就是说cpu0上的进程数应该是比其他cpu上多,但是会在25%以内


2、我们的业务中耗费cpu的分四种类型,(1)网卡中断(2)1个处理网络收发包进程(3)耗费cpu的n个worker进程(4)其他不太耗费cpu的进程

???基于1中的 负载均衡是针对进程数,那么(1)(2)大部分时间会出现在cpu0上,(3)的n个进程会随着调度,平均到其他多个cpu上,(4)里的进程也是随着调度分配到各个cpu上;

当发生网卡中断的时候,cpu被打断了,处理网卡中断,那么分配到cpu0上的worker进程肯定是运行不了的

其他cpu上不是太耗费cpu的进程获得cpu时,就算它的时间片很短,它也是要执行的,那么这个时候,你的worker进程还是被影响到了;按照调度逻辑,一种非常恶劣的情况是:(1)(2)(3)的进程全部分配到cpu0上,其他不太耗费cpu的进程数很多,全部分配到cpu1,cpu2,cpu3上。。那么网卡中断发生的时候,你的业务进程就得不到cpu了

如果从业务的角度来说,worker进程运行越多,肯定业务处理越快,人为的将它捆绑到其他负载低的cpu上,肯定能提高worker进程使用cpu的时间

找了个例子:

现在多CPU的趋势越来越大了. 有时候为了更好地操作机器, 需要将某个进程绑定到具体的CPU上去. 下面给出了一个进程绑定到具体的CPU上去的一个例子.

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#include<stdlib.h>??
#include<stdio.h>??
#include<sys/types.h>??
#include<sys/sysinfo.h>??
#include<unistd.h>??
?
#define __USE_GNU??
#include<sched.h>??
#include<ctype.h>??
#include<string.h>??
?
int main(int argc, char* argv[])??
{??
???????int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);??
???????int created_thread = 0;??
???????int myid;??
???????int i;??
???????int j = 0;??
?
???????cpu_set_t mask;??
???????cpu_set_t get;??
?
???????if (argc != 2)??
???????{??
???????????????printf("usage : ./cpu num\n");??
???????????????exit(1);??
???????}??
?
???????myid = atoi(argv[1]);??
?
???????printf("system has %i processor(s). \n", num);??
?
???????CPU_ZERO(&mask);??
???????CPU_SET(myid, &mask);??
?
???????if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)??
???????{??
???????????????printf("warning: could not set CPU affinity, continuing…\n");??
???????}??
???????while (1)??
???????{??
?
???????????????CPU_ZERO(&get);??
???????????????if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)??
???????????????{??
???????????????????????printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing…\n");??
???????????????}??
???????????????for (i = 0; i <num; i++)??
???????????????{??
???????????????????????if (CPU_ISSET(i, &get))??
???????????????????????{??
???????????????????????????????printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i);??
???????????????????????}??
???????????????}??
???????}??
???????return 0;??
}?
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/sysinfo.h>
#include<unistd.h>

#define __USE_GNU
#include<sched.h>
#include<ctype.h>
#include<string.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
??????? int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
??????? int created_thread = 0;
??????? int myid;
??????? int i;
??????? int j = 0;

???????cpu_set_t mask;
??????? cpu_set_t get;

???????if (argc != 2)
??????? {
??????????????? printf("usage : ./cpu num\n");
??????????????? exit(1);
??????? }

???????myid = atoi(argv[1]);

???????printf("system has %i processor(s). \n", num);

???????CPU_ZERO(&mask);
??????? CPU_SET(myid, &mask);

???????if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)
??????? {
??????????????? printf("warning: could not set CPU affinity, continuing…\n");
??????? }
??????? while (1)
??????? {

???????????????CPU_ZERO(&get);
??????????????? if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)
??????????????? {
??????????????????????? printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing…\n");
??????????????? }
??????????????? for (i = 0; i <num; i++)
??????????????? {
??????????????????????? if (CPU_ISSET(i, &get))
??????????????????????? {
??????????????????????????????? printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i);
??????????????????????? }
??????????????? }
??????? }
??????? return 0;
}
?

下面是在两个终端分别执行了./cpu 0? ./cpu 2 后得到的结果. 效果比较明显.

QUOTE:
Cpu0? :? 5.3%us,? 5.3%sy,? 0.0%ni, 87.4%id,? 0.0%wa,? 0.0%hi,? 2.0%si,? 0.0%st
Cpu1? :? 0.0%us,? 0.0%sy,? 0.0%ni,100.0%id,? 0.0%wa,? 0.0%hi,? 0.0%si,? 0.0%st
Cpu2? :? 5.0%us, 12.2%sy,? 0.0%ni, 82.8%id,? 0.0%wa,? 0.0%hi,? 0.0%si,? 0.0%st
Cpu3? :? 0.0%us,? 0.0%sy,? 0.0%ni,100.0%id,? 0.0%wa,? 0.0%hi,? 0.0%si,? 0.0%st
Cpu4? :? 0.0%us,? 0.0%sy,? 0.0%ni, 99.7%id,? 0.3%wa,? 0.0%hi,? 0.0%si,? 0.0%st
Cpu5? :? 0.0%us,? 0.0%sy,? 0.0%ni,100.0%id,? 0.0%wa,? 0.0%hi,? 0.0%si,? 0.0%st
Cpu6? :? 0.0%us,? 0.0%sy,? 0.0%ni,100.0%id,? 0.0%wa,? 0.0%hi,? 0.0%si,? 0.0%st
Cpu7? :? 0.0%us,? 0.0%sy,? 0.0%ni,100.0%id,? 0.0%wa,? 0.0%hi,? 0.0%si,? 0.0%st
///////////////////////////////////////////////
CPU Affinity (CPU亲合力)

CPU亲合力就是指在Linux系统中能够将一个或多个进程绑定到一个或多个处理器上运行.
一个进程的CPU亲合力掩码决定了该进程将在哪个或哪几个CPU上运行.在一个多处理器系统中,设置CPU亲合力的掩码可能会获得更好的性能.
一个CPU的亲合力掩码用一个cpu_set_t结构体来表示一个CPU集合,下面的几个宏分别对这个掩码集进行操作:
CPU_ZERO() 清空一个集合
CPU_SET()与CPU_CLR()分别对将一个给定的CPU号加到一个集合或者从一个集合中去掉.
CPU_ISSET()检查一个CPU号是否在这个集合中.
其实这几个的用法与select()函数那几个调用差不多.
下面两个函数就是最主要的了:
sched_setaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask)
该函数设置进程为pid的这个进程,让它运行在mask所设定的CPU上.如果pid的值为0,则表示指定的是当前进程,使当前进程运行在mask所设定的那些CPU上.第二个参数cpusetsize是

mask所指定的数的长度.通常设定为sizeof(cpu_set_t).如果当前pid所指定的CPU此时没有运行在mask所指定的任意一个CPU上,则该指定的进程会从其它CPU上迁移到mask的指定的

一个CPU上运行.
sched_getaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask)
该函数获得pid所指示的进程的CPU位掩码,并将该掩码返回到mask所指向的结构中.即获得指定pid当前可以运行在哪些CPU上.同样,如果pid的值为0.也表示的是当前进程.

这几个宏与函数的具体用法前面已经有讲解.

关于cpu_set_t的定义

# define __CPU_SETSIZE? 1024
# define __NCPUBITS???? (8 * sizeof (__cpu_mask))

typedef unsigned long int __cpu_mask;

# define __CPUELT(cpu)? ((cpu) / __NCPUBITS)
# define __CPUMASK(cpu) ((__cpu_mask) 1 <<((cpu) % __NCPUBITS))

typedef struct
{
? __cpu_mask __bits[__CPU_SETSIZE / __NCPUBITS];
} cpu_set_t;


# define __CPU_ZERO(cpusetp) \
? do {??????????????????????????????????????????????????????????????????????? \
??? unsigned int __i;???????????????????????????????????????????????????????? \
??? cpu_set_t *__arr = (cpusetp);???????????????????????????????????????????? \
??? for (__i = 0; __i <sizeof (cpu_set_t) / sizeof (__cpu_mask); ++__i)????? \
????? __arr->__bits[__i] = 0;???????????????????????????????????????????????? \
? } while (0)
# define __CPU_SET(cpu, cpusetp) \
? ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] |= __CPUMASK (cpu))
# define __CPU_CLR(cpu, cpusetp) \
? ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] &= ~__CPUMASK (cpu))
# define __CPU_ISSET(cpu, cpusetp) \
? (((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] &__CPUMASK (cpu)) != 0)

在我的机器上sizeof(cpu_set_t)的大小为128,即一共有1024位.{dy}位代表一个CPU号.某一位为1则表示某进程可以运行在该位所代表的cpu上.例如
CPU_SET(1, &mask);
则mask所对应的第2位被设置为1.
此时如果printf("%d\n", mask.__bits[0]);就打印出2.表示第2位被置为1了.


具体我是参考man sched_setaffinity文档中的函数的.
然后再参考了一下IBM的 developerWorks上的一个讲解.
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-affinity.html

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