2021-05-11

C/C++ Linux/Unix 讓執行緒跑在指定 CPU 的方法 sched_setaffinity

本篇 ShengYu 介紹 C/C++ Linux/Unix 執行緒設定 CPU 的方法 sched_setaffinity()，

主執行緒設定 CPU

主執行緒要設定跑在哪顆 CPU 的話，可以直接在 main 裡的主執行緒使用 sched_setaffinity() 設定即可，sched_setaffinity() 的第一個參數為 pid，
以我的電腦來說是單 CPU 4 核心，所以有 CPU0~CPU3 可以選擇，這邊示範選擇跑在 CPU3，

cpp-sched_setaffinity.cpp

// g++ cpp-sched_setaffinity.cpp -o a.out
#include <stdio.h>
#include <sched.h> // for sched_setaffinity()
#include <unistd.h> // for getpid()

int main() {
    int cpu_id = 3; // set thread to cpu3
    cpu_set_t cpuset;
    CPU_ZERO(&cpuset);
    CPU_SET(cpu_id, &cpuset);

    printf("sched_setaffinity cpu%d\n", cpu_id);
    sched_setaffinity(getpid(), sizeof(cpuset), &cpuset);

    printf("sched_getcpu = %d\n", sched_getcpu());

    return 0;
}

也可以使用 pthread_setaffinity_np() 來設定 main 主執行緒跑在哪個 CPU。

在 pthread 執行緒設定 CPU

這邊示範用 pthread 建立出來的執行緒設定 CPU，
sched_setaffinity() 的第一個參數為 pid，如果傳入0的話就是會設定當前的執行緒，所以這邊在 foo() 函式裡使用 sched_setaffinity() 來設定，

// g++ cpp-sched_setaffinity-pthread.cpp -o a.out -pthread
#include <stdio.h>
#include <sched.h> // for sched_setaffinity()
#include <pthread.h>

void * foo(void *arg) {
    int cpu_id = 3; // set thread to cpu3
    cpu_set_t cpuset;
    CPU_ZERO(&cpuset);
    CPU_SET(cpu_id, &cpuset);

    printf("sched_setaffinity cpu%d\n", cpu_id);
    sched_setaffinity(0, sizeof(cpuset), &cpuset);

    printf("t1 thread sched_getcpu = %d\n", sched_getcpu());
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t t1;
    if (pthread_create(&t1, NULL, foo, NULL) != 0) {
        fprintf(stderr, "Error: pthread_create\n");
    }

    //printf("sched_getcpu = %d\n", sched_getcpu());

    pthread_join(t1, NULL);

    return 0;
}

輸出結果如下，

1 2	sched_setaffinity cpu3 t1 thread sched_getcpu = 3

由於 sched_setaffinity() 的第一個參數是 pid，在指定 thread 要執行在哪顆 CPU 上的情況下不如 pthread_setaffinity_np() 來得方便，

在Ｃ++ std::thread 執行緒設定 CPU

這邊示範用Ｃ++ std::thread 建立出來的執行緒設定 CPU，基本上跟上例相似，

cpp-sched_setaffinity-std-thread.cpp

// g++ cpp-sched_setaffinity-std-thread.cpp -o a.out -std=c++11 -pthread
#include <iostream>
#include <thread>
#include <sched.h>
#include <pthread.h>
using namespace std;

void foo() {
    int cpu_id = 3; // set thread to cpu3
    cpu_set_t cpuset;
    CPU_ZERO(&cpuset);
    CPU_SET(cpu_id, &cpuset);

    printf("sched_setaffinity cpu%d\n", cpu_id);
    sched_setaffinity(0, sizeof(cpuset), &cpuset);

    printf("t1 thread sched_getcpu = %d\n", sched_getcpu());
}

int main() {
    thread t1(foo);

    //printf("main thread sched_getcpu = %d\n", sched_getcpu());

    if (t1.joinable()) {
        t1.join();
    }

    return 0;
}

其它參考
sched_setaffinity(2) - Linux manual page
https://man7.org/linux/man-pages/man2/sched_setaffinity.2.html
multithreading - how to set CPU affinity of a particular pthread? - Stack Overflow
https://stackoverflow.com/questions/1407786/how-to-set-cpu-affinity-of-a-particular-pthread

主執行緒設定 CPU

在 pthread 執行緒設定 CPU

在 Ｃ++ std::thread 執行緒設定 CPU

在Ｃ++ std::thread 執行緒設定 CPU