CPU相关知识总结

发表于 2017-05-04 更新于 2019-12-01 分类于 Linux 阅读次数：

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CPU的亲和性

CPU的亲和性(affinity)是指在Linux系统中能够将一个或多个进程绑定到一个或多个处理器上运行。这意味着进程通常不会在处理器之间频繁迁移。一个进程的CPU亲合力掩码决定了该进程将在哪个或哪几个CPU上运行。在一个多处理器系统中，设置CPU亲合力的掩码可能会获得更好的性能。

CPU的亲和性利用了这样一个事实，就是进程上一次运行后的残余信息会保留在处理器的状态中（也就是指处理器的缓存）。如果下一次仍然将该进程调度到同一个处理器上，就能避免一些不好的情况（比如缓存未命中），使得进程的运行更加高效。

软亲和性
意味着进程并不会在处理器之间频繁迁移。
硬亲和性
意味着进程需要在您指定的处理器上运行。
- 内核 API
  - sched_set_affinity() (用来修改位掩码)
  - sched_get_affinity() (用来查看当前的位掩码)

处理器亲和性能够有效地解决一些高速缓存的问题，但却不能缓解负载均衡的问题。而且，在异构系统中，处理器亲和性问题会变得更加复杂。

taskset查看、设定 CPU 核使用情况

taskset -h

-p, –pid operate on existing given pid
-c, –cpu-list display and specify cpus in list format
-h, –help display this help
-V, –version output version information

taskset -cp 2-3 nginx

nice/renice设定进程调度优先级

# renice --help

Usage:
 renice [-n] priority [-p|--pid] pid  [... pid]
 renice [-n] priority  -g|--pgrp pgrp [... pgrp]
 renice [-n] priority  -u|--user user [... user]
 renice -h | --help
 renice -v | --version

查看cpu状态

mpstat -P ALL 3 5

mpstat -P cpu编号间隔时间(秒) 输出次数

# mpstat -P ALL 3 5
Linux 2.6.32-431.el6.x86_64 (test-204) 	08/22/2017 	_x86_64_	(2 CPU)

08:34:03 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
08:34:06 PM  all    1.01    0.00    2.86    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   96.13
08:34:06 PM    0    0.67    0.00    3.37    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   95.96
08:34:06 PM    1    1.34    0.00    2.68    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   95.97

08:34:06 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
08:34:09 PM  all    1.34    0.00    2.85    0.17    0.00    0.00    0.00    0.00   95.64
08:34:09 PM    0    1.00    0.00    2.68    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   96.32
08:34:09 PM    1    2.01    0.00    2.68    0.33    0.00    0.00    0.00    0.00   94.98

08:34:09 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
08:34:12 PM  all    0.67    0.00    1.51    0.00    0.00    0.17    0.00    0.00   97.65
08:34:12 PM    0    0.34    0.00    1.68    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   97.98
08:34:12 PM    1    1.00    0.00    1.34    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   97.66

08:34:12 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
08:34:15 PM  all    0.34    0.00    1.01    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.66
08:34:15 PM    0    0.00    0.00    1.34    0.33    0.00    0.00    0.00    0.00   98.33
08:34:15 PM    1    0.34    0.00    0.67    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.99

08:34:15 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
08:34:18 PM  all    0.50    0.00    1.34    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.16
08:34:18 PM    0    0.33    0.00    1.67    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.00
08:34:18 PM    1    0.67    0.00    1.01    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.32

Average:     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
Average:     all    0.77    0.00    1.91    0.03    0.00    0.03    0.00    0.00   97.25
Average:       0    0.47    0.00    2.14    0.07    0.00    0.00    0.00    0.00   97.32
Average:       1    1.07    0.00    1.68    0.07    0.00    0.00    0.00    0.00   97.18

上下文交换

中断(Interrupt)
是指处理器接收到来自硬件或软件的信号，提示发生了某个事件，应该被注意，这种情况就称为中断。

cpu核数计算

查询物理CPU个数：

1	cat /proc/cpuinfo\| grep "physical id"\| sort\| uniq\| wc -l

查询单个物理cpu的核数：

1	cat /proc/cpuinfo\| grep "cpu cores"\| uniq

查询逻辑CPU总数：
1
cat /proc/cpuinfo| grep "processor"| wc -l
- 逻辑CPU总数=物理CPU个数*单个CPU核数(*2 超线程)

超频检测

1	turbostat -i 1

CPU架构类型

x86这一术语并不是指的某一个（具体CPU使用的）具体的指令集，而是在8086（的指令集）基础上发展而来的所有指令集的泛称。

i386

Intel 80386，通常用来作为对Intel(英特尔)32位微处理器的统称。
arm64

又称“x86-64”或“x64”，是一种64位元的电脑处理器架构。由AMD公司开发.
amd64

ARM架构，过去称作高级精简指令集机器，是一个32位精简指令集（RISC）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。但在其他领域上也有很多作为，由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通信领域，匹配其主要设计目标为低成本、高性能、低耗电的特性。另一方面，超级计算机消耗大量电能，ARM同样被视作更高效的选择。

Darwin是由苹果电脑于2000年所释出的一个开放原始码操作系统。Darwin 是MacOSX 操作环境的操作系统成份。

FreeBSD

是一种类UNIX操作系统，是由经过BSD、386BSD和4.4BSD发展而来的Unix的一个重要分支。FreeBSD 为不同架构的计算机系统提供了不同程度的支持。
FreeBSD支持amd64(x86_64)、X86（i386）、ARM、IA-64、PowerPC、PC-98、SPARC等架构（不同版本支持有所不同）（详细情况见官方文档）。