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通過細(xì)致的CPU配置，你可以顯著提升系統(tǒng)性能，優(yōu)化進(jìn)程調(diào)度，并最大限度地利用硬件資源
本文將深入探討Linux系統(tǒng)中的CPU設(shè)置，涵蓋CPU親和力、調(diào)度器優(yōu)化、性能調(diào)優(yōu)技巧等方面，幫助讀者掌握如何通過調(diào)整CPU設(shè)置來提升系統(tǒng)整體性能
一、CPU親和力：綁定進(jìn)程與CPU CPU親和力（CPU Affinity）是一種將進(jìn)程（或線程）綁定到特定CPU核心上的技術(shù)
這種綁定機(jī)制有助于提升cache命中率，減少CPU緩存失效帶來的性能損耗，并優(yōu)化系統(tǒng)資源分配
1. 軟親和力與硬親和力 在Linux系統(tǒng)中，CPU親和力分為軟親和力和硬親和力兩種
軟親和力是指調(diào)度器傾向于將進(jìn)程調(diào)度到同一CPU上運(yùn)行，但并非強(qiáng)制綁定
這種機(jī)制有助于減少進(jìn)程遷移帶來的緩存失效，同時(shí)保持處理器負(fù)載的基本平衡
當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載不平衡時(shí)，調(diào)度器才會考慮將進(jìn)程遷移到其他CPU上
硬親和力則是指將進(jìn)程強(qiáng)制綁定到特定CPU上運(yùn)行
這種機(jī)制通常用于對緩存敏感的應(yīng)用場景，如內(nèi)存密集型進(jìn)程，以確保進(jìn)程能夠在同一CPU上運(yùn)行，從而提高cache命中率
Linux系統(tǒng)提供了`sched_setaffinity()`和`sched_getaffinity()`系統(tǒng)調(diào)用來設(shè)置和獲取進(jìn)程的硬親和力
2. 使用taskset設(shè)置CPU親和力 `taskset`是一個(gè)命令行工具，用于設(shè)置或檢索進(jìn)程的CPU親和力
通過指定進(jìn)程的PID，`taskset`可以修改其當(dāng)前的CPU親和力
此外，你還可以使用`taskset`在啟動新進(jìn)程時(shí)指定其CPU親和力
CPU親和力以十六進(jìn)制的位掩碼表示，最低位對應(yīng)第一個(gè)邏輯CPU，最高位對應(yīng)最后一個(gè)邏輯CPU
例如，要將正在運(yùn)行的進(jìn)程綁定到CPU1上運(yùn)行，可以使用以下命令：
taskset -p 0x2 通過cgroup，你可以限制進(jìn)程在特定cpu上運(yùn)行，從而優(yōu)化系統(tǒng)資源分配 ="" 在cpuset="" cgroup中，你可以設(shè)置`cpuset.cpus`參數(shù)來指定進(jìn)程可以使用的cpu范圍 例如，要將進(jìn)程限制在cpu0和cpu2上運(yùn)行，可以設(shè)置`cpuset.cpus`為`0,2` 此外，你還可以使用`cpuset.mems`參數(shù)來指定進(jìn)程可以使用的numa內(nèi)存區(qū)域 ="" 二、cpu調(diào)度器優(yōu)化：選擇合適的調(diào)度策略="" linux系統(tǒng)提供了多種cpu調(diào)度器，如cfs（completely="" fair="" scheduler，完全公平調(diào)度器）、bfs（brain="" fuck="" scheduler，一種輕量級、低延遲的調(diào)度器）等 選擇合適的調(diào)度器對于優(yōu)化系統(tǒng)性能至關(guān)重要 ="" 1.="" cfs調(diào)度器="" cfs是linux系統(tǒng)中的默認(rèn)調(diào)度器，它旨在提供公平的cpu時(shí)間分配，確保所有進(jìn)程都能獲得相應(yīng)的cpu資源 cfs調(diào)度器通過維護(hù)一個(gè)紅黑樹來跟蹤可運(yùn)行進(jìn)程，并根據(jù)進(jìn)程的虛擬運(yùn)行時(shí)間（vruntime）來調(diào)度進(jìn)程 ="" cfs調(diào)度器適用于大多數(shù)應(yīng)用場景，但在某些對延遲敏感的場景下可能表現(xiàn)不佳 例如，在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，cfs調(diào)度器可能無法滿足嚴(yán)格的響應(yīng)時(shí)間要求 ="" 2.="" bfs調(diào)度器="" bfs是一種輕量級、低延遲的調(diào)度器，旨在提供更快的上下文切換和更低的調(diào)度延遲 與cfs相比，bfs更適合對延遲敏感的應(yīng)用場景，如實(shí)時(shí)系統(tǒng)、游戲服務(wù)器等 ="" 然而，bfs調(diào)度器在某些場景下可能不如cfs公平 因此，在選擇調(diào)度器時(shí)，需要根據(jù)具體應(yīng)用場景進(jìn)行權(quán)衡 ="" 三、linux系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)技巧="" 除了cpu親和力和調(diào)度器優(yōu)化外，linux系統(tǒng)還提供了多種性能調(diào)優(yōu)技巧，以進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能 ="" cpu頻率調(diào)整="" 使用`cpufreq`工具可以調(diào)整cpu頻率和功耗策略 例如，可以選擇`performance`模式以確保cpu以最高頻率運(yùn)行，從而提升系統(tǒng)性能；也可以選擇`powersave`模式來降低功耗，延長電池續(xù)航時(shí)間 ="" 虛擬內(nèi)存管理="" 通過調(diào)整`="" proc="" sys="" vm="" swappiness`參數(shù)可以控制系統(tǒng)使用swap的傾向 降低該值可以減少系統(tǒng)對swap的依賴，從而提高系統(tǒng)性能 ="" 內(nèi)存緩存清理="" 使用`echo="" 3=""> /proc/sys/vm/drop_caches`命令可以清理頁面緩存、目錄項(xiàng)緩存和inode緩存，釋放內(nèi)存資源 這有助于在內(nèi)存緊張的情況下提升系統(tǒng)性能
4. I/O調(diào)度器優(yōu)化
Linux系統(tǒng)提供了多種I/O調(diào)度器，如noop、deadline、cfq等 通過調(diào)整`/sys/block/【device】/queue/scheduler`參數(shù)可以選擇適合工作負(fù)載的I/O調(diào)度器 例如，對于SSD等高性能存儲設(shè)備，可以選擇noop調(diào)度器以減少I/O延遲
5. 文件系統(tǒng)掛載選項(xiàng)優(yōu)化
使用合適的掛載選項(xiàng)如`noatime`可以減少磁盤I/O操作，提升文件系統(tǒng)性能 此外，定期使用`fsck`檢查文件系統(tǒng)的完整性可以避免磁盤錯(cuò)誤導(dǎo)致的性能下降
6. TCP調(diào)優(yōu)
調(diào)整`/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem`和`/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem`參數(shù)可以優(yōu)化TCP緩沖區(qū)大小，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況調(diào)整窗口大小以提升網(wǎng)絡(luò)性能
7. 內(nèi)核參數(shù)調(diào)優(yōu)
使用`sysctl`工具可以調(diào)整內(nèi)核參數(shù)以優(yōu)化系統(tǒng)性能 例如，調(diào)整`net.core.somaxconn`和`net.ipv4.tcp_max_syn_backlog`參數(shù)可以提升連接處理能力；調(diào)整`vm.overcommit_memory`和`vm.dirty_ratio`參數(shù)可以優(yōu)化系統(tǒng)的內(nèi)存和I/O行為
8. 自定義編譯內(nèi)核
通過自定義編譯內(nèi)核并去掉不必要的模塊，可以減少內(nèi)核體積并提高系統(tǒng)啟動速度和運(yùn)行效率 此外，還可以根據(jù)具體應(yīng)用場景調(diào)整內(nèi)核配置選項(xiàng)以優(yōu)化系統(tǒng)性能
9. 虛擬機(jī)與容器調(diào)優(yōu)
在虛擬機(jī)環(huán)境中，可以通過設(shè)置虛擬機(jī)的CPU親和力來優(yōu)化CPU資源分配 在Docker或Kubernetes等容器環(huán)境中，可以調(diào)整容器的資源限制（如CPU和內(nèi)存限制）并優(yōu)化容器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置以提升容器性能
四、結(jié)論
綜上所述，Linux系統(tǒng)中的CPU設(shè)置是優(yōu)化系統(tǒng)性能和資源管理的重要手段 通過合理配置CPU親和力、選擇適合的調(diào)度器以及運(yùn)用多種性能調(diào)優(yōu)技巧，可以顯著提升系統(tǒng)性能并滿足各種應(yīng)用場景的需求 無論是對于服務(wù)器、桌面系統(tǒng)還是嵌入式設(shè)備而言，Linux系統(tǒng)的CPU設(shè)置都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用
