Linux实现CPU物理隔离

文章目录

• 背景
• 使用 taskset 命令
• 使用 cgroups
• 案例

  背景

  在 Linux 上实现 CPU 的物理隔离（也称为 CPU 隔离或 CPU pinning），可以通过将特定的任务或进程绑定到特定的 CPU 核心来实现。这可以提高系统性能，尤其是在需要实时响应的应用中。以下是几种实现方法。

  
  （图片来源网络，侵删）

  使用 taskset 命令

  taskset 命令可以将进程绑定到指定的 CPU 核心。

  1.启动新进程并绑定到特定 CPU 核心：

  taskset -c 0,1 
  

  例如，绑定到 CPU 0 和 1：

  taskset -c 0,1 my_program
  

  2.将已有进程绑定到特定 CPU 核心：

  获取进程的 PID：

  ps -ef | grep my_program
  

  然后使用 taskset 绑定：

  taskset -cp 0,1 
  

  使用 cgroups

  cgroups（控制组）可以更灵活地管理系统资源，包括 CPU 核心的分配。

  1.创建 cgroup 并设置 CPU 核心限制：

  sudo cgcreate -g cpuset:/mygroup
  sudo cgset -r cpuset.cpus="0-1" mygroup
  sudo cgset -r cpuset.mems="0" mygroup
  

  2.将进程加入 cgroup：启动新进程

  sudo cgexec -g cpuset:mygroup my_program
  

  3.将已有进程加入 cgroup：

  获取进程的 PID：

  ps -ef | grep my_program
  

  然后将 PID 写入 cgroup 的 tasks 文件：

  sudo sh -c 'echo  >
  

  案例

  linxu是8核16线程，指定特定python脚本运行特定CPU，实现CPU的物理隔离.

  使用 taskset 绑定 Python 脚本到特定 CPU 核

  确定要绑定的 CPU 核：例如，如果你想将脚本绑定到第0和第1个CPU核，可以使用CPU编号0和1。

  使用 taskset 运行 Python 脚本：假设你的Python脚本是script.py，可以使用以下命令将其绑定到CPU核0和1：

  taskset -c 0,1 python3 script.py
  

  这将会确保script.py只在CPU核0和1上运行。

  如果你想更精细地控制绑定到特定的超线程，可以使用类似的方法。例如，假设你想将脚本绑定到超线程0、1、2和3，可以使用以下命令：

  taskset -c 0,1,2,3 python3 script.py
  

  检查绑定情况

  可以使用htop或top命令来查看进程的CPU使用情况，并确认进程确实绑定到了指定的CPU核。

  假设有8个脚本，脚本以process_split_{}.py命名，linux有16个CPU，每个脚本按照顺序绑定2个CPU，实现物理隔离，这样每个脚本只使用2个CPU同时运行任务，互相隔离。

  创建Shell脚本：

  新建一个名为run_scripts.sh的Shell脚本，内容如下：

  bash
  复制代码
  #!/bin/bash
  # 绑定CPU核并运行脚本
  taskset -c 0,1 python3 process_split_0.py &
  taskset -c 2,3 python3 process_split_1.py &
  taskset -c 4,5 python3 process_split_2.py &
  taskset -c 6,7 python3 process_split_3.py &
  taskset -c 8,9 python3 process_split_4.py &
  taskset -c 10,11 python3 process_split_5.py &
  taskset -c 12,13 python3 process_split_6.py &
  taskset -c 14,15 python3 process_split_7.py &
  

  赋予Shell脚本执行权限：

  在终端中运行以下命令，赋予Shell脚本执行权限：

  chmod +x run_scripts.sh
  

  运行Shell脚本：

  现在可以运行这个Shell脚本，它将按照顺序启动所有Python脚本并绑定到指定的CPU核上：

  ./run_scripts.sh
  

  python代码

  import subprocess
  # 定义脚本名称和绑定的CPU核对
  scripts_and_cpus = [
      ("process_split_0.py", "0,1"),
      ("process_split_1.py", "2,3"),
      ("process_split_2.py", "4,5"),
      ("process_split_3.py", "6,7"),
      ("process_split_4.py", "8,9"),
      ("process_split_5.py", "10,11"),
      ("process_split_6.py", "12,13"),
      ("process_split_7.py", "14,15"),
  ]
  # 启动每个脚本并绑定到指定的CPU核
  for script, cpus in scripts_and_cpus:
      command = ["taskset", "-c", cpus, "python3", script]
      subprocess.Popen(command)
  print("所有脚本已启动并绑定到指定的CPU核。")
  

  当然使用cgroups 也可以实现对内存进行隔离。