linux線程cpu
1. linux單進程如何實現多核cpu多線程分配
linux下的單進程多線程的程序，要實現每個線程平均分配到多核cpu，主要有2個方法
1：利用linux系統自己的線程切換機制，linux有一個服務叫做irqbalance，這個服務是linux系統自帶的，默認會啟動，這個服務的作用就是把多線程平均分配到CPU的每個核上面，只要這個服務不停止，多線程分配就可以自己實現。但是要注意，如果線程函數內部的有某個循環，且該循環內沒有任何系統調用的話，可能會導致這個線程的CPU時間無法被切換出去。也就是占滿CPU現象，此時加個系統調用，例如sleep，線程所佔的CPU時間就可以切換出去了。
2：利用pthread庫自帶的線程親和性設置函數，來設置線程在某個CPU核心上跑，這個需要在程序內部實現。同時注意不要和進程親和性設置搞混淆了
intpthread_setaffinity_np(pthread_tthread,size_tcpusetsize，
constcpu_set_t*cpuset);
intpthread_getaffinity_np(pthread_tthread,size_tcpusetsize,
cpu_set_t*cpuset);
從函數名以及參數名都很明了，唯一需要點解釋下的可能就是cpu_set_t這個結構體了。這個結構體的理解類似於select中的fd_set，可以理解為cpu集，也是通過約定好的宏來進行清除、設置以及判斷：
//初始化，設為空
voidCPU_ZERO(cpu_set_t*set);
//將某個cpu加入cpu集中
voidCPU_SET(intcpu,cpu_set_t*set);
//將某個cpu從cpu集中移出
voidCPU_CLR(intcpu,cpu_set_t*set);
//判斷某個cpu是否已在cpu集中設置了
intCPU_ISSET(intcpu,constcpu_set_t*set);
2. linux查看線程佔用cpu
top命令是最方便的，想看CPU列的話直接按字母 c 就會以cpu的使用高低來排列。 其實就每一列的第一個字母，如果想按cpu排列就按c ，按內存排列就按m。 PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND top [-] [d delay] [q] [c] [s] [S] [i] d 指定每兩次屏幕信息刷新之間的時間間隔。當然用戶可以使用s交互命令來改變之。 q 該選項將使top沒有任何延遲的進行刷新。如果調用程序有超級用戶許可權，那麼top將以盡可能高的優先順序運行。 S 指定累計模式。 s 使top命令在安全模式中運行。這將去除交互命令所帶來的潛在危險。 i 使top不顯示任何閑置或者僵死進程。 c 顯示整個命令行而不只是顯示命令名但是無法顯示每個線程的 cpu 利用率情況， 這時就可能出現這種情況，總的 cpu 利用率中 user 或 system 很高，但是用進程的 cpu 佔用率進行排序時，沒有進程的 user 或 system 與之對應。 可以用下面的命令將 cpu 佔用率高的線程找出來: 這個命令首先指定參數'H'，顯示線程相關的信息，格式輸出中包含:user,pid,ppid,tid,time,%cpu,cmd，然後再用%cpu欄位進行排序。這樣就可以找到佔用處理器的線程了。
3. linux下把進程/線程綁定到特定cpu核上運行
你那個是系統下把CPU的核說釘在五河以下是比較好的，因為吧和內心壓力非常大，發熱量非常大。
4. Linux系統上如何查看進程（線程）所運行的CPU
使用top命令，具體用法是 top -H，加上這個選項，top的每一行就不是顯示一個進程，而是一個線程。
使用ps命令，具體用法是 ps -xH，這樣可以查看所有存在的線程，也可以使用grep作進一步的過濾。
使用ps命令，具體用法是 ps -mq PID，這樣可以看到指定的進程產生的線程數目。
更進一步，其實一些系統監控工具，在本質上也是讀取的系統產生的文件罷了。
5. 如何查看linux伺服器的cpu數量，內核數，和cpu線程數
lscpu命令，查看的是cpu的統計信息.
blue@blue-pc:~$ lscpu
Architecture: i686 #cpu架構
CPU op-mode(s): 32-bit, 64-bit
Byte Order: Little Endian #小尾序
CPU(s): 4 #總共有4核
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core: 1 #每個cpu核，只能支持一個線程，即不支持超線程
Core(s) per socket: 4 #每個cpu，有4個核
Socket(s): 1 #總共有1一個cpu
Vendor ID: GenuineIntel #cpu產商 intel
CPU family: 6
Model: 42
Stepping: 7
CPU MHz: 1600.000
BogoMIPS: 5986.12
Virtualization: VT-x #支持cpu虛擬化技術
L1d cache: 32K
L1i cache: 32K
L2 cache: 256K
L3 cache: 6144K
查看/proc/cpuinfo,可以知道每個cpu信息，如每個CPU的型號，主頻等。
#cat /proc/cpuinfo
processor : 0
vendor_id : GenuineIntel
cpu family : 6
model : 42
model name : Intel(R) Core(TM) i5-2320 CPU @ 3.00GHz
.....
上面輸出的是第一個cpu部分信息，還有3個cpu信息省略了。
內存
概要查看內存情況
free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 3926 3651 274 0 12 404
-/+ buffers/cache: 3235 691
Swap: 9536 31 9505
這里的單位是MB，總共的內存是3926MB。
查看內存詳細使用
# cat /proc/meminfo
MemTotal: 4020868 kB
MemFree: 230884 kB
Buffers: 7600 kB
Cached: 454772 kB
SwapCached: 836 kB
.....
查看內存硬體信息
dmidecode -t memory
# dmidecode 2.11
SMBIOS 2.7 present.
Handle 0x0008, DMI type 16, 23 bytes
Physical Memory Array
Location: System Board Or Motherboard
....
Maximum Capacity: 32 GB
....
Handle 0x000A, DMI type 17, 34 bytes
....
Memory Device
Array Handle: 0x0008
Error Information Handle: Not Provided
Total Width: 64 bits
Data Width: 64 bits
Size: 4096 MB
.....
我的主板有4個槽位，只用了一個槽位，上面插了一條4096MB的內存。
磁碟
查看硬碟和分區分布
# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 465.8G 0 disk
├—sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
├—sda2 8:2 0 9.3G 0 part [SWAP]
├—sda3 8:3 0 74.5G 0 part /
├—sda4 8:4 0 1K 0 part
├—sda5 8:5 0 111.8G 0 part /home
└—sda6 8:6 0 269.2G 0 part
顯示很直觀
如果要看硬碟和分區的詳細信息
# fdisk -l
Disk /dev/sda: 500.1 GB, 500107862016 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 60801 cylinders, total 976773168 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disk identifier: 0x00023728
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 2148351 1073152 83 Linux
/dev/sda2 2148352 21680127 9765888 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda3 21680128 177930239 78125056 83 Linux
/dev/sda4 177932286 976771071 399419393 5 Extended/dev/sda5 177932288 412305407 117186560 83 Linux
/dev/sda6 412307456 976771071 282231808 83 Linux
網卡
查看網卡硬體信息
# lspci | grep -i 'eth'
02:00.0 Ethernet controller: Realtek Semiconctor Co., Ltd. RTL8111/8168B PCI Express Gigabit Ethernet controller (rev 06)
查看系統的所有網路介面
# ifconfig -a
eth0 Link encap:乙太網 硬體地址 b8:97:5a:17:b3:8f
.....
lo Link encap:本地環回
.....
或者是
ip link show
1: lo: <LOOPBACK> mtu 16436 qdisc noqueue state DOWN
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether b8:97:5a:17:b3:8f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
如果要查看某個網路介面的詳細信息，例如eth0的詳細參數和指標
# ethtool eth0
Settings for eth0:
Supported ports: [ TP MII ]
Supported link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full
100baseT/Half 100baseT/Full
1000baseT/Half 1000baseT/Full #支持千兆半雙工，全雙工模式
Supported pause frame use: No
Supports auto-negotiation: Yes #支持自適應模式，一般都支持
Advertised link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full
100baseT/Half 100baseT/Full
1000baseT/Half 1000baseT/Full
Advertised pause frame use: Symmetric Receive-only
Advertised auto-negotiation: Yes #默認使用自適應模式
Link partner advertised link modes: 10baseT/Half 10baseT/Full
100baseT/Half 100baseT/Full
.....
Speed: 100Mb/s #現在網卡的速度是100Mb,網卡使用自適應模式，所以推測路由是100Mb，導致網卡從支 持千兆，變成要支持百兆
Duplex: Full #全雙工
.....
Link detected: yes #表示有網線連接，和路由是通的
其他
查看pci信息，即主板所有硬體槽信息。
lspci
00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 2nd Generation Core Processor Family DRAM Controller (rev 09) #主板晶元
00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation 2nd Generation Core Processor Family Integrated Graphics Controller (rev 09) #顯卡
00:14.0 USB controller: Intel Corporation Panther Point USB xHCI Host Controller (rev 04) #usb控制器
00:16.0 Communication controller: Intel Corporation Panther Point MEI Controller #1 (rev 04)
00:1a.0 USB controller: Intel Corporation Panther Point USB Enhanced Host Controller #2 (rev 04)
00:1b.0 Audio device: Intel Corporation Panther Point High Definition Audio Controller (rev 04) #音效卡
00:1c.0 PCI bridge: Intel Corporation Panther Point PCI Express Root Port 1 (rev c4) #pci 插槽
00:1c.2 PCI bridge: Intel Corporation Panther Point PCI Express Root Port 3 (rev c4)
00:1c.3 PCI bridge: Intel Corporation Panther Point PCI Express Root Port 4 (rev c4)
00:1d.0 USB controller: Intel Corporation Panther Point USB Enhanced Host Controller #1 (rev 04)
00:1f.0 ISA bridge: Intel Corporation Panther Point LPC Controller (rev 04)
00:1f.2 IDE interface: Intel Corporation Panther Point 4 port SATA Controller [IDE mode] (rev 04) #硬碟介面
00:1f.3 SMBus: Intel Corporation Panther Point SMBus Controller (rev 04)
00:1f.5 IDE interface: Intel Corporation Panther Point 2 port SATA Controller [IDE mode] (rev 04) #硬碟介面
02:00.0 Ethernet controller: Realtek Semiconctor Co., Ltd. RTL8111/8168B PCI Express Gigabit Ethernet controller (rev 06) #網卡
03:00.0 PCI bridge: Integrated Technology Express, Inc. Device 8893 (rev 41)
如果要更詳細的信息:lspci -v 或者 lspci -vv
如果要看設備樹:lscpi -t
查看bios信息
# dmidecode -t bios
......
BIOS Information
Vendor: American Megatrends Inc.
Version: 4.6.5
Release Date: 04/25/2012
.......
BIOS Revision: 4.6
......
dmidecode以一種可讀的方式mp出機器的DMI(Desktop Management Interface)信息。這些信息包括了硬體以及BIOS，既可以得到當前的配置，也可以得到系統支持的最大配置，比如說支持的最大內存數等。
如果要查看所有有用信息
dmidecode -q
以上是linux查看硬體信息的所有命令，可以查看CPU、硬碟、網卡、磁碟等硬體的信息。
6. linux怎麼查看線程cpu
可以用下面的命令將 cpu 佔用率高的線程找出來:
ps H -eo user,pid,ppid,tid,time,%cpu,cmd --sort=%cpu
這個命令首先指定參數'H'，顯示線程相關的信息，格式輸出中包含:user,pid,ppid,tid,time,%cpu,cmd，然後再用%cpu欄位進行排序。這樣就可以找到佔用處理器的線程了。
直接使用 ps Hh -eo pid,tid,pcpu | sort -nk3 |tail 獲取對於的進程號和線程號，然後跳轉到3.
查看哪個進程線程佔用cpu過高； top / ps -aux， 獲得進程號
確定哪個線程佔用cpu過高，進入進程號的目錄：/proc/pid/task，
執行：grep SleepAVG **/status | sort -k2,2 | head， 確定cpu佔用較高的線程號。
使用kill -3 pid 會列印線程堆棧的情況
在 Linux 下 top 工具可以顯示 cpu 的平均利用率(user,nice,system,idle,iowait,irq,softirq,etc.)，可以顯示每個 cpu 的利用率。但是無法顯示每個線程的 cpu 利用率情況，這時就可能出現這種情況，總的 cpu 利用率中 user 或 system 很高，但是用進程的 cpu 佔用率進行排序時，沒有進程的 user 或 system 與之對應。
7. Linux 進程、線程和CPU的關系，cpu親和性
1、物理CPU數：機器主板上實際插入的cpu數量，比如說你的主板上安裝了一塊8核CPU，那麼物理CPU個數就是1個，所以物理CPU個數就是主板上安裝的CPU個數。
2、物理CPU核數：單個物理CPU上面有多個核，物理CPU核數=物理CPU數✖️單個物理CPU的核
3、邏輯CPU核數：一般情況，我們認為一顆CPU可以有多個核，加上intel的超線程技術(HT), 可以在邏輯上再分一倍數量的CPU core出來。邏輯CPU核數=物理CPU數✖️單個物理CPU的核*2
4、超線程技術(Hyper-Threading)：就是利用特殊的硬體指令，把兩個邏輯CPU模擬成兩個物理CPU，實現多核多線程。我們常聽到的雙核四線程/四核八線程指的就是支持超線程技術的CPU。
1、並行：兩件（多件）事情在同一時刻一起發生。
2、並發：兩件（多件）事情在同一時刻只能有一個發生，由於CPU快速切換，從而給人的感覺是同時進行。
3、進程和線程
進程是資源分配的最小單位，一個程序有至少一個進程。線程是程序執行的最小單位。一個進程有至少一個線程。
線程之間的通信更方便，同一進程下的線程共享全局變數、靜態變數等數據，而進程之間的通信需要以通信的方式（IPC)進行。多進程程序更健壯，多線程程序只要有一個線程死掉，整個進程也死掉了，而一個進程死掉並不會對另外一個進程造成影響，因為進程有自己獨立的地址空間。
4、單核多線程：單核CPU上運行多線程， 同一時刻只有一個線程在跑，系統進行線程切換，系統給每個線程分配時間片來執行，看起來就像是同時在跑， 但實際上是每個線程跑一點點就換到其它線程繼續跑。
5、多核多線程：每個核上各自運行線程，同一時刻可以有多個線程同時在跑。
1、對於單核：多線程和多進程的多任務是在單cpu交替執行（時間片輪轉調度，優先順序調度等），屬於並發
2、對於多核：同一個時間多個進程運行在不同的CPU核上，或者是同一個時間多個線程能分布在不同的CPU核上（線程數小於內核數），屬於並行。
3、上下文切換：上下文切換指的是內核（操作系統的核心）在CPU上對進程或者線程進行切換。上下文切換過程中的信息被保存在進程式控制制塊（PCB-Process Control Block）中。PCB又被稱作切換幀（SwitchFrame）。上下文切換的信息會一直被保存在CPU的內存中，直到被再次使用。
CPU 親和性（affinity）就是進程要在某個給定的 CPU 上盡量長時間地運行而不被遷移到其他處理器的傾向性。這樣可以減少上下文切換的次數，提高程序運行性能。可分為：自然親和性和硬親和性
1、自然親和性：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，Linux 內核進程調度器天生就具有被稱為 軟 CPU 親和性（affinity） 的特性，這意味著進程通常不會在處理器之間頻繁遷移。這種狀態正是我們希望的，因為進程遷移的頻率小就意味著產生的負載小。Linux調度器預設就支持自然CPU親和性(natural CPU affinity): 調度器會試圖保持進程在相同的CPU上運行。
2、硬親和性：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。Linux硬親和性指定API：taskset .
taskset [options] mask command [arg]...
taskset [options] -p [mask] pid
taskset 命令用於設置或者獲取一直指定的 PID 對於 CPU 核的運行依賴關系。也可以用 taskset 啟動一個命令，直接設置它的 CPU 核的運行依賴關系。
CPU 核依賴關系是指，命令會被在指定的 CPU 核中運行，而不會再其他 CPU 核中運行的一種調度關系。需要說明的是，在正常情況下，為了系統性能的原因，調度器會盡可能的在一個 CPU 核中維持一個進程的執行。強制指定特殊的 CPU 核依賴關系對於特殊的應用是有意義的
CPU 核的定義採用位定義的方式進行，最低位代表 CPU0，然後依次排序。這種位定義可以超過系統實際的 CPU 總數，並不會存在問題。通過命令獲得的這種 CPU 位標記，只會包含系統實際 CPU 的數目。如果設定的位標記少於系統 CPU 的實際數目，那麼命令會產生一個錯誤。當然這種給定的和獲取的位標記採用 16 進制標識。
0x00000001
代表 #0 CPU
0x00000003
代表 #0 和 #1 CPU
0xFFFFFFFF
代表 #0 到 #31 CPU
-p, --pid
對一個現有的進程進行操作，而不是啟動一個新的進程
-c, --cpu-list
使用 CPU 編號替代位標記，這可以是一個列表，列表中可以使用逗號分隔，或者使用 "-" 進行范圍標記，例如：0,5,7,9
-h, --help
列印幫助信息
-V, --version
列印版本信息
如果需要設定，那麼需要擁有 CAP_SYS_NICE 的許可權；如果要獲取設定信息，沒有任何許可權要求。
taskset 命令屬於 util-linux-ng 包，可以使用 yum 直接安裝。
8. 在Linux系統上，多個線程能否同時使用多個CPU核心有人說能，有人說不能
與超線程CPU在邏輯上模擬雙核不同，多核CPU每個核心都可以獨立執行一個線程，是真正意義的多個物理CPU。
第二個問題，如果你的程序的線程數少於CPU的核心數，且系統此時沒有其他進程同時運行，那麼這個程序的每個線程會享有一個CPU，當同時運行的線程數多於CPU核心數時，CPU會採用一定的調度演算法每隔一段時間就將這些線程調入或調出CPU，以確保每個線程都能分享一部分CPU時間，實現多線程並發。
9. Linux 如何綁定指定線程在某個固定CPU上
大概的介紹一下Linux 的指定CPU運行，包括進程和線程。linux下的top命令是可以查看當前的cpu的運行狀態，按1可以查看系統有多少個CPU，以及每個CPU的運行狀態。
可是如何查看線程的CPU呢？top
-Hp pid,pid就是你當前程序的進程號，如果是多線程的話，是可以查看進程內所有線程的CPU和內存使用情況。
pstree可以查看主次線程，同樣的pstree -p pid。可以查看進程的線程情況。
taskset這個其實才是重點，可以查看以及設置當前進程或線程運行的CPU(設置親和力)。
taskset -pc pid,查看當前進程的cpu，當然有的時候不只是一個，taskset -pc cpu_num pid ,cpu_num就是設置的cpu。
這樣的話基本的命令和操作其實大家都知道了，接下來就是在代碼中完成這些操作，並通過命令去驗證代碼的成功率。
進程制定CPU運行：
[cpp] view plain
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/sysinfo.h>
#include<unistd.h>
#define __USE_GNU
#include<sched.h>
#include<ctype.h>
#include<string.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
//sysconf獲取有幾個CPU
int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
int created_thread = 0;
int myid;
int i;
int j = 0;
//原理其實很簡單，就是通過cpu_set_t進行位與操作
cpu_set_t mask;
cpu_set_t get;
if (argc != 2)
{
printf("usage : ./cpu num\n");
exit(1);
}
myid = atoi(argv[1]);
printf("system has %i processor(s). \n", num);
//先進行清空，然後設置掩碼
CPU_ZERO(&mask);
CPU_SET(myid, &mask);
//設置進程的親和力
if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)
{
printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");
}
while (1)
{
CPU_ZERO(&get);
//獲取當前進程的親和力
if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)
{
printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing...\n");
}
for (i = 0; i < num; i++)
{
if (CPU_ISSET(i, &get))
{
printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i);
}
}
}
return 0;
}
進程設置CPU運行，其實只能是單線程。多線程設定CPU如下：
[cpp] view plain
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
void *myfun(void *arg)
{
cpu_set_t mask;
cpu_set_t get;
char buf[256];
int i;
int j;
//同樣的先去獲取CPU的個數
int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
printf("system has %d processor(s)\n", num);
for (i = 0; i < num; i++) {
CPU_ZERO(&mask);
CPU_SET(i, &mask);
//這個其實和設置進程的親和力基本是一樣的
if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) {
fprintf(stderr, "set thread affinity failed\n");
}
CPU_ZERO(&get);
if (pthread_getaffinity_np(pthread_self(), sizeof(get), &get) < 0) {
fprintf(stderr, "get thread affinity failed\n");
}
for (j = 0; j < num; j++)
{
if (CPU_ISSET(j, &get))
{
printf("thread %d is running in processor %d\n", (int)pthread_self(), j);
}
}
j = 0;
while (j++ < 100000000) {
memset(buf, 0, sizeof(buf));
}
}
pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t tid;
if (pthread_create(&tid, NULL, (void *)myfun, NULL) != 0)
{
fprintf(stderr, "thread create failed\n");
return -1;
}
pthread_join(tid, NULL);
return 0;
}