0

0

Linux CPU 亲和性(Affinity)的应用

冷漠man

冷漠man

发布时间:2026-01-23 20:21:02

|

459人浏览过

|

来源于php中文网

原创

sched_setaffinity 设置进程或线程允许运行的 CPU 核集合,内核调度器仅在该掩码指定的核内调度,不强制固定单核;多核掩码下仍可能迁移,子进程继承但 exec 重置,默认不独占,需配合 IRQ 亲和性与 RT 限流调整。

linux cpu 亲和性(affinity)的应用

什么是 sched_setaffinity,它到底在设什么

它设置的是进程(或线程)能运行在哪几个 CPU 核上,不是“绑定到某核”,而是“允许运行的核集合”。内核调度器会尊重这个掩码,在该集合内做调度,但不会强制轮转或固定到单个核——除非你只设了 1 位。

常见误解是认为设了亲和性就等于“独占”或“不迁移”,其实只要掩码里有多个 bit,进程仍可能在这些核之间迁移(比如负载均衡触发),只是不会跑到掩码外的核上去。

实操建议:

  • taskset -c 0,2,4-6 ./myapp 启动时指定,比运行后调 sched_setaffinity 更可靠(避免启动瞬间被调度到其他核)
  • 子进程默认继承父进程的亲和性掩码,但 fork 后 exec 会重置为系统默认(除非显式保留)
  • 检查当前值:读 /proc//status 中的 CPUS_allowed_list 字段,比 taskset -p 更准确(后者可能因线程数多而截断)

为什么 pthread_setaffinity_np 在多线程程序里容易失效

因为它是 per-thread 的,而很多线程库(如 glibc 的 pthread)在创建新线程时,会把亲和性重置为继承自创建者线程的值——但这个“继承”发生在 clone() 阶段,早于你调用 pthread_setaffinity_np 的时机。结果就是:你设了,但新线程一启动就又被覆盖。

更隐蔽的问题是,某些线程池(如 libuv、boost::asio)内部会主动调用 sched_setaffinity(0, ...) 清除掩码,以保证工作线程可跨核调度。

实操建议:

  • 在线程函数入口第一行立刻调用 pthread_setaffinity_np,不要依赖构造时设置
  • 若用 C++ std::thread,需在 lambda 或函数对象里手动设,不能靠 std::thread 构造参数传递
  • 验证是否生效:在目标线程里读 sched_getaffinity(0, sizeof(mask), &mask),别只信启动命令

硬中断(IRQ)亲和性和进程亲和性冲突怎么办

网卡收包中断默认可能落在 CPU 0 上,而你的高性能服务绑在 CPU 3–7;结果软中断(ksoftirqd)虽然能迁移到服务所在核,但硬中断处理仍卡在 CPU 0,造成缓存失效和锁竞争。这不是进程亲和性没设好,而是 IRQ 没对齐。

Mintlify
Mintlify

帮助开发者创建和维护文档

下载

/proc/irq//smp_affinity_list 控制硬中断分发,它和进程亲和性是两套独立机制,互不感知。

实操建议:

  • 查网卡 IRQ 号:grep eth0 /proc/interrupts | awk '{print $1}' | tr -d ':'
  • 设 IRQ 到同组 CPU:echo "3-7" > /proc/irq//smp_affinity_list(注意:需 root,且部分内核版本要求写十六进制掩码)
  • 确认生效后,再观察 cat /proc/interrupts 对应列的计数是否只在目标核上增长
  • 如果用了 RPS/RFS,也要同步配 /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_cpus,否则软中断仍不均衡

实时任务(SCHED_FIFO)+ 亲和性组合下的陷阱

很多人以为“绑核 + 实时调度 = 稳定低延迟”,但漏掉关键一点:Linux 实时调度器默认启用 sysctl kernel.sched_rt_runtime_us 限流(默认 950ms/1s),一旦实时任务跑满,就会被强制 throttled,表现为周期性卡顿,且 top 不显示 CPU 占用率高——因为时间片被掐断了。

此时即使亲和性正确、无其他进程干扰,也会出现毫秒级抖动。

实操建议:

  • 先关限流:echo -1 > /proc/sys/kernel/sched_rt_runtime_us(生产环境慎用,需确保实时任务绝对可控)
  • 确认 ulimit -r 允许的最高优先级足够(默认常为 0,需 ulimit -r 99
  • chrt -f -p 99 设置策略和优先级,仅设亲和性不改调度类毫无意义
  • 真正压测时,用 perf sched latency 查看调度延迟直方图,别只盯平均值

最易被忽略的是:IRQ 亲和性、RT 限流、线程继承行为这三者叠加时,问题现象会相互掩盖。调试顺序错了,花半天也找不到根因。

相关专题

更多
python中print函数的用法
python中print函数的用法

python中print函数的语法是“print(value1, value2, ..., sep=' ', end=' ', file=sys.stdout, flush=False)”。本专题为大家提供print相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

185

2023.09.27

lambda表达式
lambda表达式

Lambda表达式是一种匿名函数的简洁表示方式,它可以在需要函数作为参数的地方使用,并提供了一种更简洁、更灵活的编码方式,其语法为“lambda 参数列表: 表达式”,参数列表是函数的参数,可以包含一个或多个参数,用逗号分隔,表达式是函数的执行体,用于定义函数的具体操作。本专题为大家提供lambda表达式相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

206

2023.09.15

python lambda函数
python lambda函数

本专题整合了python lambda函数用法详解,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

190

2025.11.08

Python lambda详解
Python lambda详解

本专题整合了Python lambda函数相关教程,阅读下面的文章了解更多详细内容。

50

2026.01.05

class在c语言中的意思
class在c语言中的意思

在C语言中,"class" 是一个关键字,用于定义一个类。想了解更多class的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

466

2024.01.03

python中class的含义
python中class的含义

本专题整合了python中class的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

13

2025.12.06

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

482

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

143

2025.12.24

C++ 高级模板编程与元编程
C++ 高级模板编程与元编程

本专题深入讲解 C++ 中的高级模板编程与元编程技术,涵盖模板特化、SFINAE、模板递归、类型萃取、编译时常量与计算、C++17 的折叠表达式与变长模板参数等。通过多个实际示例,帮助开发者掌握 如何利用 C++ 模板机制编写高效、可扩展的通用代码,并提升代码的灵活性与性能。

10

2026.01.23

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
PostgreSQL 教程
PostgreSQL 教程

共48课时 | 7.7万人学习

Git 教程
Git 教程

共21课时 | 2.9万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号