基本概念

cpu親和性（affinity）

CPU的親和性， 就是進程要在指定的 CPU 上盡量長時間地運行而不被遷移到其他處理器，也稱為CPU關聯性；再簡單的點的描述就將指定的進程或線程綁定到相應的cpu上；在多核運行的機器上，每個CPU本身自己會有緩存，緩存著進程使用的信息，而進程可能會被OS調度到其他CPU上，如此，CPU cache命中率就低了，當綁定CPU後，程序就會一直在指定的cpu跑，不會由操作系統調度到其他CPU上，性能有一定的提高。

軟親和性（affinity）

就是進程要在指定的 CPU 上盡量長時間地運行而不被遷移到其他處理器，Linux 內核進程調度器天生就具有被稱為 軟 CPU 親和性（affinity）

硬親和性（affinity）

簡單來說就是利用linux內核提供給用戶的API，強行將進程或者線程綁定到某一個指定的cpu核運行。

需要使用的宏定義

void CPU_ZERO (cpu_set_t *set)　　/*這個宏對 CPU 集 set 進行初始化，將其設置為空集。*/
void CPU_SET (int cpu, cpu_set_t *set)　　/*這個宏將 指定的 cpu 加入 CPU 集 set 中*/
void CPU_CLR (int cpu, cpu_set_t *set
 
)　　/*這個宏將 指定的 cpu 從 CPU 集 set 中刪除。*/
int CPU_ISSET (int cpu, const cpu_set_t *set)　　/*如果 cpu 是 CPU 集 set 的一員，這個宏就返回一個非零值（true），否則就返回零（false）。*/

進程與cpu的綁定

#include <sched.h>

int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, const cpu_set_t *mask);
int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, const
 
 cpu_set_t *mask);

代碼示例：

#define _GNU_SOURCE
#include <sched.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

/* sysconf( _SC_NPROCESSORS_CONF ) 查看cpu的個數；打印用%ld長整。
 * sysconf( _SC_NPROCESSORS_ONLN ) 查看在使用的cpu個數；打印用%ld長整 */
int main(int argc, char **argv)
{
    int cpus = 0;
    int  i = 0;
    cpu_set_t mask;
    cpu_set_t get;

    cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
    printf("cpus: %d\n", cpus);

    CPU_ZERO(&mask);    /* 初始化set集，將set置為空*/
    CPU_SET(0, &mask);  /* 依次將0、1、2、3號cpu加入到集合，前提是你的機器是多核處理器*/
    CPU_SET(1, &mask);
    CPU_SET(2, &mask);
    CPU_SET(3, &mask);
    
    /*設置cpu 親和性（affinity）*/
    if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1) {
        printf("Set CPU affinity failue, ERROR:%s\n", strerror(errno));
        return -1; 
    }   
    usleep(1000); /* 讓當前的設置有足夠時間生效*/

    /*查看當前進程的cpu 親和性*/
    CPU_ZERO(&get);
    if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1) {
        printf("get CPU affinity failue, ERROR:%s\n", strerror(errno));
        return -1; 
    }   
    
    /*查看運行在當前進程的cpu*/
    for(i = 0; i < cpus; i++) {

        if (CPU_ISSET(i, &get)) { /*查看cpu i 是否在get 集合當中*/
            printf("this process %d of running processor: %d\n", getpid(), i); 
        }    
    }
    sleep(10); //讓程序停在這兒，方便top命令查看
       
    return 0;
}

運行結果：

線程與cpu的綁定

#include <pthread.h>

int pthread_setaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, const cpu_set_t *cpuset);
int pthread_getaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, const cpu_set_t *cpuset);

代碼示例：

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>

void *testfunc(void *arg)
{
    int i, cpus = 0;
    cpu_set_t mask;
    cpu_set_t get;

    cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
    printf("this system has %d processor(s)\n", cpus);
    
    CPU_ZERO(&mask);
    for (i = 0; i < 4; i++) { /*將0、1、2、3添加到集合中*/
        CPU_SET(i, &mask);
    }   

    /* 設置cpu 親和性(affinity)*/
    if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) {
        fprintf(stderr, "set thread affinity failed\n");
    }   
    
    /* 查看cpu 親和性(affinity)*/
    CPU_ZERO(&get);
    if (pthread_getaffinity_np(pthread_self(), sizeof(get), &get) < 0) {
        fprintf(stderr, "get thread affinity failed\n");
    }   

    /* 查看當前線程所運行的所有cpu*/
    for (i = 0; i < cpus; i++) {
        if (CPU_ISSET(i, &get)) {
            printf("this thread %d is running in processor %d\n", (int)pthread_self(), i); 
        }   
    }   
    sleep(3); //查看
    
    pthread_exit(NULL);
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t tid;
    if (pthread_create(&tid, NULL, (void *)testfunc, NULL) != 0) {
        fprintf(stderr, "thread create failed\n");
        return -1; 
    }   

    pthread_join(tid, NULL);
    return 0;
}

指定在哪個CPU上運行：

void *threadfunc(void *arg)
{
    cpu_set_t mask;
    
    cpu_set_t mask;
    int cpuid = 1;
    CPU_ZERO(&mask);
    CPU_SET(cpuid, &mask);

    /* 設置cpu 親和性(affinity)*/
    if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) {
        fprintf(stderr, "set thread affinity failed\n");
    }       
}

linux 將進程或者線程綁定到指定的cpu上