linux进程、线程与cpu的亲和性（affinity）

参考

https://www.cnblogs.com/wenqiang/p/6049978.html

一、什么是cpu亲和性（affinity）

　　CPU的亲和性， 就是进程要在指定的 CPU 上尽量长时间地运行而不被迁移到其他处理器，也称为CPU关联性；再简单的点的描述就将制定的进程或线程绑定到相应的cpu上；在多核运行的机器上，每个CPU本身自己会有缓存，缓存着进程使用的信息，而进程可能会被OS调度到其他CPU上，如此，CPU cache命中率就低了，当绑定CPU后，程序就会一直在指定的cpu跑，不会由操作系统调度到其他CPU上，性能有一定的提高。

　　软亲和性（affinity）:  就是进程要在指定的 CPU 上尽量长时间地运行而不被迁移到其他处理器，Linux 贝博betball网页进程调度器天生就具有被称为 软 CPU 亲和性（affinity） 的特性，这意味着进程通常不会在处理器之间频繁迁移。这种状态正是我们希望的，因为进程迁移的频率小就意味着产生的负载小。

　　硬亲和性（affinity）：简单来说就是利用linux贝博betball网页提供给用户的API，强行将进程或者线程绑定到某一个指定的cpu核运行。

　　解释：在linux贝博betball网页中，所有的进程都有一个相关的数据结构，称为 task_struct。这个结构非常重要，原因有很多；其中与 亲和性（affinity）相关度最高的是 cpus_allowed 位掩码。这个位掩码由 n 位组成，与系统中的 n 个逻辑处理器一一对应。 具有 4 个物理 CPU 的系统可以有 4 位。如果这些 CPU 都启用了超线程，那么这个系统就有一个 8 位的位掩码。 如果为给定的进程设置了给定的位，那么这个进程就可以在相关的 CPU 上运行。因此，如果一个进程可以在任何 CPU 上运行，并且能够根据需要在处理器之间进行迁移，那么位掩码就全是 1。实际上，这就是 Linux 中进程的缺省状态；（这部分内容在这个博客中有提到一点：http://www.cnblogs.com/wenqiang/p/4802619.html）

 　　cpus_allowed用于控制进程可以在哪里处理器上运行

二、进程与cpu的绑定

 　　sched_setaffinity可以将某个进程绑定到一个特定的CPU。你比操作系统更了解自己的程序，为了避免调度器愚蠢的调度你的程序，或是为了在多线程程序中避免缓存失效造成的开销，你可能会希望这样做

　　在进行进程与cpu的绑定前，我们先了解编写程序需要准备的知识点

SCHED_SETAFFINITY(2)                                                                      Linux Programmer's Manual                                                                     SCHED_SETAFFINITY(2)

NAME
       sched_setaffinity, sched_getaffinity - set and get a process's CPU affinity mask

SYNOPSIS
       #define _GNU_SOURCE             /* See feature_test_macros(7) */
       #include <sched.h>

       int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t 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.*/

       int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t 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*/

RETURN VALUE
       On success, sched_setaffinity() and sched_getaffinity() return 0.  On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.

设置cpu affinity还需要用到一下宏函数

void CPU_ZERO (cpu_set_t *set)
/*这个宏对 CPU 集 set 进行初始化，将其设置为空集。*/
void CPU_SET (int cpu, cpu_set_t *set)
/*这个宏将 指定的 cpu 加入 CPU 集 set 中*/
void CPU_CLR (int cpu, cpu_set_t *set)
/*这个宏将 指定的 cpu 从 CPU 集 set 中删除。*/
int CPU_ISSET (int cpu, const cpu_set_t *set)
/*如果 cpu 是 CPU 集 set 的一员，这个宏就返回一个非零值（true），否则就返回零（false）。*/