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使用 sched_setaffinity 将线程绑到CPU核上运行

编程日记 2024-04-06 03:30:00

linux 提供CPU调度函数，可以将CPU某一个核和指定的线程绑定到一块运行。
这样能够充分利用CPU，且减少了不同CPU核之间的切换，尤其是在IO密集型压力之下能够提供较为友好的性能。

通过sched_setaffinity 设置 CPU 亲和力的掩码，从而将该线程或者进程和指定的CPU绑定

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

头文件 sched.h
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所指定的进程此时没有运行在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.
- mask 即用户通过CPU_SET 接口，线程ID 绑定刀片集合中的一个CPU上，使用mask来表示cpu集合中的CPU
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

使用方式如下:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>#define __USE_GNU
#include <sched.h>
#include <pthread.h>int num;void *thread_func1(void *arg) {cpu_set_t mask;  //CPU核的集合cpu_set_t get;   //获取在集合中的CPUint *a = (int*)arg; printf("the a is:%d\n",*a);  //显示是第几个线程CPU_ZERO(&mask);    //置空CPU_SET(*a,&mask);   // 将当前线程和CPU绑定if(sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask)) {printf("warning ! set affinity failed! \n");      } else {while (1){CPU_ZERO(&get);if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)//获取线程CPU亲和力{printf("warning: cound not get thread affinity, continuing...\n");}int i;for (i = 0; i < num; i++){if (CPU_ISSET(i, &get))//判断线程与哪个CPU有亲和力{printf("this thread %d is running processor : %d\n", i,i);}}}}return NULL; 
}void *thread_func2(void *arg) {cpu_set_t mask;  //CPU核的集合cpu_set_t get;   //获取在集合中的CPUint *a = (int*)arg; printf("the a is:%d\n",*a);  //显示是第几个线程CPU_ZERO(&mask);    //置空CPU_SET(*a,&mask);   // 将当前线程和CPU绑定if(sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1) {printf("warning ! set affinity failed! \n");      } else {while (1){CPU_ZERO(&get);if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)//获取线程CPU亲和力{printf("warning: cound not get thread affinity, continuing...\n");}int i;for (i = 0; i < num; i++){if (CPU_ISSET(i, &get))//判断线程与哪个CPU有亲和力{printf("this thread %d is running processor : %d\n", i,i);}}}}return NULL; 
}int main() {pthread_t t1;pthread_t t2;int t_1 = 0;int t_2 = 1;// 获取CPU核数num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);// 需要传入t_1,t_2，来作为线程的参数，用来核CPU核绑定pthread_create(&t1, NULL, (void *)thread_func1,&t_1);pthread_create(&t2, NULL, (void *)thread_func2,&t_2);pthread_join(t1, NULL);pthread_join(t2, NULL);printf("main thread end\n");return 0;
}

如果使用到pthread，则需要将pthread.h 放到sched.h之后，并在sched.h之前声明#define __USE_GNU，
否则会出现undefined reference CPU_ZERO等错误

编译：
gcc sched_cpu.c -o sched_cpu -pthread
以上代码将两个线程分别绑定到0，1号CPU上

运行后的CPU 效果图如下：
在这里插入图片描述

https://www.dkcj.cn/info/4256.html

使用 sched_setaffinity 将线程绑到CPU核上运行

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