Linux线程性能分析和CPU亲和力

        Linux系统在多核CPU和SMP系统上有完善的负载均衡支持。在SMP系统中，每个CPU的核都有一个迁移线程守护程序migration（一般是系统最高优先级139，实时99），以实现执行资源平衡作业。当我们调用sched_setaffinity系统调用将一个线程从源CPU核迁移到目标CPU核，并且该线程正在运行或处于TASK_WAKING状态，则迁移作业将打包到源CPU的迁移线程的工作队列中，然后，迁移线程将被唤醒以完成迁移工作。

        在对多核系统的进程或者线程进行性能分析时，有一些需要分析和注意的点，如：线程的优先级，线程对CPU核的占用情况，线程调度等等。

        在linux系统中，执行线程任务的核用P或者PSR表示，即Last Used CPU（SMP），表示最近一次执行线程的CPU core核。

         下面的命令可以持续监测某一个核调度运行的所有线程，本实例为排序显示核5调度的所有线程。

while true; do ps -eLF | awk '{print $2,$3,$4,$9}' | sort -n -k 4 | grep " 5$"; done

 2，ps命令指定查看某些特定的项

ps H -eotid,pid,ppid,pri,rtprio,psr,state,%cpu,%mem,cmd

        绑定所有的interrupts到非隔离的CPU上，避免被隔离的CPU收到interrupt而被消耗，造成绑定在其上的线程的调度。

        IRQ（Interrupt request）是硬件级别的服务请求，IRQ都有一个亲和度属性smp_affinity，smp_affinity决定允许哪些CPU核心处理该IRQ。当前Linux的某一特定IRQ的亲和度值储存在/proc/irq/IRP_NUMBER/smp_affinity文件中，只有ROOT权限用户可见和可操作。该值是一个十六进制位掩码(hexadecimal bit-mask),代表着系统的所有CPU核，跟taskset和CPU_SET一样，每一个bit对应一个CPU核。

        命令cat /proc/interrupts可以看到所有设备的interrupts信息,第一列即为IRP_NUMBER。

        命令cat /proc/irq/32/smp_affinity可以看到IRQ号为32的亲和度，默认值为f（跟CPU的核数紧密相关，此处f表示4核CPU），代表这个IRP能被所有CPU接受处理。

        命令echo 1 >/proc/irq/32/smp_affinity把IRQ号为32的亲和度值设为1，代表这个IRP仅能被CPU0接受处理。echo 1fefffff > /proc/irq/32/smp_affinity，表示32号中断不送到CPU的20，29-31核。

        其他类推，我们可以据要求任意绑定IRQ到CPU。不过，系统中仍有一部分中断没有被绑定，例如：Single function call interrupts, Local timer interrupts等等。

        对于性能和延迟要求高的线程，以及如何提升CPU资源紧张的系统，本文仅从Linux系统的调度方面进行了简单的描述，通过上述的方法和一些原则进行调整和优化，也许可以逐步使系统和线程达到最佳的平衡。当然线程优先级的合理分配，系统资源的平衡调度，对于性能要求高的系统的整体性能，也有很大的影响！