Linux CPU affinity

在Linux中，我们知道可以通过nice、renice命令改变进程的执行优先级，优先级高的进程优先执行，从而一定程度上保证重要任务的运行。

除了nice、renice外，可以通过CPU  affinity指定进程在哪些处理器上运行。CPU  affinity表示进程要在某个给定的 CPU 上尽量长时间地运行而不被迁移到其他处理器的倾向性。
2.6 版本的Linux内核，实现了CPU affinity的接口，
需要说明的说：应用程序显示指定了CPU affinity的话，表示应用程序只会在指定的处理器上运行，就算其他处理器空闲，也不会切换到别的处理器上运行。

以下两种情况有可能需要使用自定义进程CPU affinity：
1. 保证高优先级任务
如有存在一些优先级高的任务，可以将其他任务都分配到指定的处理器执行，这个高优先级任务设定CPU affinity到其他处理器，避免非重要任务对高优先级任务的干扰。
一个比较好的case是，在分布式计算系统中，在凌晨常常会进行一些数据/索引merge或者导数据的工作，为了避免对服务进程的影响，可以将这些任务都放到一个处理器上执行
2. 测试复杂程序
对于号称scale out的程序，在资源受限的情况下进行测试，可以通过定义进程的cpu affinity，逐步测试在提供不同数量处理器的情况下，程序的处理能力！

linux下可以通过taskset(需安装schedutils)显示指定进程的cpu affinity
taskset功能如下：
$ taskset -help
Usage: taskset [options] [mask | cpu-list] [pid|cmd [args...]]

Options:
 -a, --all-tasks         operate on all the tasks (threads) for a given pid
 -p, --pid               operate on existing given pid
 -c, --cpu-list          display and specify cpus in list format
......

实例：
编写一个简单的C程序(让CPU忙起来即可):

#include <stdio.h>

void main(int argc, char** argv)
{
        for(int i = 0; i<=10000000000000; i++)
        {
                if(i == 100000000)
                {
                        i = 0;
                        printf("program is running!\n");
                }
        }
}

生成可执行文件：gcc -o test test.c -std=c99

启动两个实例，将进程都绑定到Cpu0：

taskset -c 0 ./test

taskset -c 0 ./test

通过top， 输入“1”查看系统cpu状况：

如图所示：

Cpu1空闲，Cpu0使用100%

继续测试，将pid为18057的test迁移到CPU1上运行，执行：

$ taskset -pc  1 18057

pid 18057's current affinity list: 0

pid 18057's new affinity list: 1

观察CPU状况：




如图所示：

Cpu0及Cpu1都进入忙碌状态了！

继续测试！将pid为18210的test也迁移到Cpu1上运行，执行：

如图所示：
Cpu0闲着，Cpu1忙碌起来了！

Reference：

Processor affinity
管理处理器的亲和性
榨干服务器：让进程运行在指定的CPU