Qt 设置CPU亲缘性，把进程和线程绑定到CPU核心上(Linux)

Qt 设置CPU亲缘性，把进程和线程绑定到CPU核心上(Linux)

关键字： CPU、 Qt、 Linux、 线程、 进程

内容背景：

最近项目终于切到Linux下开发了，所以最近的记录都是发生在Debian 10 以及Arm Debain 10 下，Qt版本5.12.3。这几天真是问题多多，收获满满，不过目前阶段仅仅停留在解决问题，至于原理性的东西，还得慢慢消化。最近好多问题都是直接群里问大神，感谢各位大神助我成长。

摘要

哎呀，说多了都是泪，一直以为Arm Linux 天下无敌，谁知道性能还是没法和PC比，不过也是，毕竟功耗在那摆着呢。这不，最近遇到了一个问题，就是使用QCustomPlot绘制曲线的时候，在一屏200个点的时候没有问题，但是当我绘制 8K×5×2个点的时候，就卡的要死要死的，虽然加入了线程，但是还是未解决，所以就想到了这个，设置CPU亲缘性，但是每个平台的设置方式还不一样，所以今天的这个是在Linux下的，具体是在Debian 10 Qt 5.12.3 下测试。

1 什么是CPU亲缘性

这里我也就只能是现学现卖；

亲缘性的作用就是把线程or进程与CPU做黏合，也就是说，做了亲缘性的线程或进程，只会在这一个CPU核上运行，只在这一个CPU核上被调度，且不会切换到其他的CPU核上运行。这就是亲缘性。

以上引用来之：https://blog.csdn.net/qq_42956653/article/details/126160543

2 目的

为了让程序拥有更好的性能，有时候需要将进程或线程绑定到特定的CPU，这样可以减少调度的开销和保护关键进程或线程

以上应用来之：https://blog.csdn.net/tbadolph/article/details/101363120?spm=1001.2014.3001.5506

3 API 介绍

本节一下内容来之：https://blog.csdn.net/tbadolph/article/details/101363120?spm=1001.2014.3001.5506

3.1 进程绑定到CPU

Linux提供一个接口，可以将进程绑定到特定的CPU：

#include 

int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, const cpu_set_t *mask);

int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, cpu_set_t *mask);
1
2
3
4
5

参数

pid：进程的id号，如果pid为0，则表示本进程

cpusetsize：mask的大小

mask：运行进程的CPU，可以通过以下函数操作mask

#define CPU_SET(cpu, cpusetp) //设置cpu

#define CPU_CLR(cpu, cpusetp) //删除cpu

#define CPU_ISSET(cpu, cpusetp) //判断cpu

#define CPU_ZERO(cpusetp) //初始化为0
1
2
3
4
5
6
7

3.2 线程绑定到CPU

不仅仅进程可以绑定到CPU，线程也可以。Linux提供一个接口，可以将线程绑定到特定的CPU：

#include 

int pthread_setaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, const cpu_set_t *cpuset);

int pthread_getaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, cpu_set_t *cpuset);

1
2
3
4
5
6

该接口与进程绑定到CPU的接口的使用方法基本一致。当进程绑定到特定的CPU之后，线程还是可以绑定到其他的CPU的，没有冲突。

4 实际操作

在我的项目里面，暂时有主进程，串口数据处理线程和USB数据处理线程，如下图所示，我将主进程绑定到了CPU：0上，将串口线程绑定到了CPU：1上，将USB数据处理线程绑定到了 CPU：2 上。

4.1 实操代码

主进程

    cpu_set_t mask;
    CPU_ZERO(&mask);
    CPU_SET(0,&mask);
    if(sched_setaffinity(0,sizeof(cpu_set_t),&mask) < 0)
        qDebug() << "False:" << "sched_setaffinity(0,sizeof(cpu_set_t),&mask)";
1
2
3
4
5

串口线程

    cpu_set_t mask;
    CPU_ZERO(&mask);
    CPU_SET(1,&mask);
    if(pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0)
        qDebug() << "False:" << "pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask)" << LOGINFOR;
1
2
3
4
5

USB线程

        cpu_set_t mask;
        CPU_ZERO(&mask);
        CPU_SET(2,&mask);
       if(pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0)
           qDebug() << "False:" << "pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask)" << LOGINFOR;
1
2
3
4
5

程序运行资源管理器截图

虚拟机测试

可以看到两个明显的处理，每次都是运行在CPU 1 和 3 上，因为串口没有接，所以低一点，淹没在下面的曲线里面了

板子测试

这里我还没有找到那个对应那个，也不知道程工没有。

---