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在Linux環(huán)境下，線程調(diào)度是由內(nèi)核完成的。內(nèi)核使用調(diào)度策略來(lái)控制哪些線程應(yīng)該運(yùn)行，并在不同的CPU核心之間平衡負(fù)載。然而，在某些情況下，使用默認(rèn)的調(diào)度策略可能無(wú)法滿足特定的需求，例如需要在特定的CPU核心上運(yùn)行線程。為了滿足這樣的需求，需要手動(dòng)綁定線程與CPU核心。本文將介紹如何在Linux中實(shí)現(xiàn)線程與CPU核心之間的綁定。
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1. 了解CPU核心和線程的基本概念
在了解如何實(shí)現(xiàn)線程與CPU核心的綁定之前，需要先了解CPU核心和線程的基本概念。
CPU核心是一種硬件單元，它包含一個(gè)或多個(gè)處理器。每個(gè)CPU核心都可以獨(dú)立地執(zhí)行指令，而不需要與其他CPU核心共享資源。這種獨(dú)立性是通過(guò)在每個(gè)核心上放置一組寄存器和其他執(zhí)行處理器指令所需的元素來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
線程是一種輕量級(jí)的進(jìn)程，它與其他線程共享進(jìn)程的地址空間、文件描述符等資源，但每個(gè)線程都有自己的棧和狀態(tài)。在Linux中，線程是通過(guò)clone()系統(tǒng)調(diào)用生成的。
2. 理解調(diào)度策略
在Linux中，調(diào)度策略決定了內(nèi)核如何分配CPU時(shí)間片給不同的線程。默認(rèn)情況下，內(nèi)核使用CFS（完全公平調(diào)度器）作為調(diào)度策略。CFS通常能夠提供優(yōu)秀的性能，但它無(wú)法保證線程在特定的CPU核心上運(yùn)行。
在Linux中，有幾種調(diào)度策略可供選擇。這些調(diào)度策略包括：
– SCHED_OTHER：用于普通用戶進(jìn)程，默認(rèn)情況下使用CFS調(diào)度器。
– SCHED_FIFO：用于實(shí)時(shí)進(jìn)程，該策略一直運(yùn)行到它主動(dòng)釋放CPU資源，或者被優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)搶占。
– SCHED_RR：也用于實(shí)時(shí)進(jìn)程，但它允許任務(wù)運(yùn)行一段時(shí)間后被其他任務(wù)搶占。
3. 使用taskset工具綁定線程與CPU核心
在Linux中，可以使用taskset命令手動(dòng)綁定線程與CPU核心。taskset命令可以用于設(shè)置進(jìn)程或線程的CPU親和性，從而將它們綁定到特定的CPU核心上。
使用taskset命令，可以將CPU核心的編號(hào)作為參數(shù)，然后將其傳遞給要運(yùn)行的線程或進(jìn)程。例如，要將一個(gè)名為“my_thread”的線程綁定到之一個(gè)CPU核心上，可以使用以下命令：
$ taskset -c 0 my_thread
在上面的命令中，-c選項(xiàng)表示要綁定的CPU核心的編號(hào)。如果要綁定多個(gè)CPU核心，可以將它們的編號(hào)用逗號(hào)分隔。
使用taskset命令可以確保線程在指定的CPU核心上運(yùn)行。如果您需要調(diào)整綁定線程的CPU核心，可以使用ps命令或者top命令查看綁定結(jié)果。
4. 使用pthread_setaffinity_np()函數(shù)綁定線程與CPU核心
除了使用taskset命令之外，還可以使用pthread_setaffinity_np()函數(shù)將線程綁定到特定的CPU核心上。這個(gè)函數(shù)是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)的Linux擴(kuò)展，它提供了pthread庫(kù)的一些輔助功能。
使用pthread_setaffinity_np()函數(shù)，需要傳遞一個(gè)指針作為參數(shù)，該指針指向一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。CPU是一個(gè)位圖，其中每個(gè)位表示一個(gè)CPU核心。如果要將線程綁定到一個(gè)或多個(gè)特定的CPU核心上，則需要在位圖中設(shè)置相應(yīng)的位。
以下是一個(gè)使用pthread_setaffinity_np()函數(shù)將線程綁定到之一個(gè)CPU核心上的示例：
#include
#include
int mn() {
cpu_set_t cpuset;
pthread_t thread;
int core_id = 0;
// 將cpuset的值初始化為0
CPU_ZERO(&cpuset);
// 將位圖的core_id位置設(shè)置為1
CPU_SET(core_id, &cpuset);
// 創(chuàng)建線程
pthread_create(&thread, NULL, my_thread_function, NULL);
// 將線程綁定到CPU核心
pthread_setaffinity_np(thread, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
// 等待線程執(zhí)行完成
pthread_join(thread, NULL);
}
在上面的示例中，我們使用pthread_create()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)線程，然后使用pthread_setaffinity_np()函數(shù)將它綁定到之一個(gè)CPU核心上。
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- 在Linux上，編寫一個(gè)每秒接收100萬(wàn)UDP數(shù)據(jù)包的程序究竟有多難
在Linux上，編寫一個(gè)每秒接收100萬(wàn)UDP數(shù)據(jù)包的程序究竟有多難
UDP接收比TCP接收要簡(jiǎn)單很多，性能也要高很多
假設(shè)你要接受的UDP包都是彎盯更大MTU，不大于1500字節(jié)一個(gè)包，100萬(wàn)個(gè)UDP包也就是1.5GBps的流量，這個(gè)并不困難，當(dāng)然首先網(wǎng)口要有足夠的帶寬。我以前開發(fā)的流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，在生產(chǎn)環(huán)境下，一臺(tái)設(shè)備上游UDP包可以接收2.7GBps，并同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)出去。
當(dāng)然這個(gè)和程序運(yùn)行的設(shè)備配置是有關(guān)系的，主要是網(wǎng)卡和CPU
給你幾個(gè)建議：
1：多線程處理，單個(gè)線程處理能力還是有限的蠢運(yùn)，同時(shí)盡量把線程綁定到CPU核上。
2：linux系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)要優(yōu)化，包帶鬧梁括讀寫緩沖區(qū)大小
3：如果非必要，可以采用阻塞模式接收，性能比非阻塞要好。
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