亲和性与绑核

亲和性（Affinity）是进程要在某个给定的CPU上尽量长时间地运行而不被迁移到其他处理器的倾向性。在多核运行的机器上，每个CPU本身自己会有缓存，缓存着进程使用的信息，而进程可能会被 OS 调度到其他CPU上，CPU cache命中率就低了，当绑定CPU后，程序就会一直在指定的CPU跑，不会由操作系统调度到其他CPU上。这样能够大大提高CPU cache的命中率，提高性能。

使用shell命令，把进行运行的任务绑定在NUMA和CPU上。
numactl是Linux提供了一个手工调优的命令，可以指定进程在某个NUMA node上运行或者特定的CPU核心上运行。
1. 绑NUMA：numactl --cpubind=0 --membind=0 java SIMDTest_Compare_Max2
2. 绑CPU核心：numactl -C 0-19 --membind=0 java SIMDTest_Compare_Max2
3. 验证绑核是否成功：top命令也可以显示CPU被分配给哪个进程。

在程序代码中通过系统API调用指定。

利用glibc库中的sched_getaffinity接口，我们获取应用程序当前的cpu亲和性，而通过sched_setaffinity接口则可以把应用程序绑定到固定的某个或某几cpu上运行。

接口定义如下：

#include <sched.h>
int sched_setaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask);
int sched_getaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask);
void CPU_CLR(int cpu, cpu_set_t *set);
int CPU_ISSET(int cpu, cpu_set_t *set);
void CPU_SET(int cpu, cpu_set_t *set);
void CPU_ZERO(cpu_set_t *set);

绑核实例如下：

#include <sched.h>
cpu_set_t cpu_mask;
memset((VOS_VOID *)(&cpu_mask), 0 , sizeof(cpu_mask));
cpu_mask.__bits[0] = 1 << 0;
(VOS_VOID)sched_setaffinity(0, sizeof(cpu_mask), &cpu_mask);

应用软件绑核。
鲲鹏920系列处理器包含2个Super CPU Cluster（SCCL），每个SCCL包含6~8个CPU Cluster，每个CPU Cluster包含4个CPU Core。例如，在KVM虚拟机环境下对KVM进行CPU绑核时，建议尽量分布到多个CPU Cluster中，可以减少同一个CPU Cluster内多个Core竞争导致L3 Cache出现内存带宽瓶颈问题，从而整体提升虚拟机性能。
1. 在Linux系统中先查询NUMA节点信息以及拓扑结构。
```
numactl -H
```
2. 在Linux系统中编辑虚拟机xml配置文件，设置CPU绑核尽量分布到多个CPU Cluster上，配置举例如下：
```
<domain type = 'KVM'>
...
  <vcpu placement = 'static' cpuset='0,1,4,5,8,9,12,13'>8</vcpu>
  <cputune>
    <vcpupin vcpu='0' cpuset='0'/>
    <vcpupin vcpu='1' cpuset='1'/>
    <vcpupin vcpu='2' cpuset='4'/>
    <vcpupin vcpu='3' cpuset='5'/>
    <vcpupin vcpu='4' cpuset='8'/>
    <vcpupin vcpu='5' cpuset='9'/>
    <vcpupin vcpu='6' cpuset='12'/>
    <vcpupin vcpu='7' cpuset='13'/>
    </cputune>
...
</domain>
```
  （0，1）,（4，5），（8，9）,（12，13）分别在不同的CPU Cluster上。

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