一、相关函数

1.1、sysconf()：读取系统配置文件。

函数原型：

#include <unistd.h>

long sysconf(int name);

描述：
POSIX允许应用程序在编译或运行时测试是否支持某些选项，或者测试某些可配置常量或限制的值。

在编译时，这是通过包含＜unistd.h＞和、或＜limits.h＞并测试某些宏的值来完成的。

在运行时，可以使用当前函数sysconf（）请求数值。可以通过调用fpathconf和pathconf来请求可能取决于文件所在的文件系统的数值。可以使用confstr请求字符串值。

从这些函数获得的值是系统配置常数。它们在过程的生命周期内不会改变。

对于选项，通常有一个常量_POSIX_FOO，可以在＜unistd.h＞中定义。

• 如果未定义，则应在运行时询问。
• 如果定义为-1，则不支持该选项。
• 如果将其定义为0，则存在相关函数和标头，但必须在运行时询问可用的支持程度。
• 如果将其定义为-1或0以外的值，则支持该选项。
• 通常，该值（如200112L）表示描述该选项的POSIX修订的年份和月份。只要POSIX版本尚未发布，Glibc就使用值1表示支持。sysconf（）参数将是_SC_FOO。

对于变量或限制，通常有一个常量_FOO，可能在＜limit.h＞中定义 或者_POSIX_FOO，可以在＜unistd.h＞中定义。如果未指定限制，则不会定义常数。如果定义了常量，它会给出一个保证值，并且实际上可能支持更大的值。如果应用程序希望利用可能在

在系统中，可以调用sysconf（）。sysconf（）参数将是_SC_FOO。

参数：name可以参看系统调用的宏定义，比如查阅CPU数量的宏为_SC_NPROCESSORS_CONF

返回值：

• 如果名称无效，则返回-1，并将errno设置为EINVAL。
• 否则，返回的值是系统资源的值，errno不会更改。
• 对于选项，如果查询的选项可用，则返回正值，如果不可用，则为-1。在限制的情况下，-1表示没有明确的限制。

1.2、fork()

函数原型：

#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

描述：
fork()通过复制调用进程创建一个新进程。新进程称为子进程。调用进程称为父进程。

子进程和父进程在单独的内存空间中运行。在fork()时，两个内存空间具有相同的内容。其中一个进程执行的内存写入、文件映射【mmap()】和取消映射【munmap()】，不会影响另一个进程。

返回值：
成功时，子进程的PID在父进程中返回，0在子进程中返回。失败时，在父进程中返回-1，不创建子进程，并适当设置errno。

错误：

1.3、gettid()：获取线程标识。

函数原型：

#include <sys/types.h>

pid_t gettid(void);

注意：此系统调用没有glibc包装器。
描述：
返回调用方的线程ID（TID）。在单线程进程中，线程ID等于进程ID（PID，由getpid()返回）。在多线程进程中，所有线程都具有相同的PID，但每个线程都具有唯一的TID。

返回值：
总是成功的，返回调用进程的线程ID。

1.4、syscall()：间接系统调用。

函数原型：

#define _GNU_SOURCE         /* See feature_test_macros(7) */
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>   /* For SYS_xxx definitions */

long syscall(long number, ...);

描述：
syscall()是一个小型库函数，用于调用系统调用，该系统调用的汇编语言接口具有指定数量和指定参数。例如，当调用C库中没有包装函数的系统调用时，使用syscall()非常有用。

syscall()在进行系统调用之前保存CPU寄存器，在系统调用返回时恢复寄存器，如果发生错误，则将系统调用返回的任何错误代码存储在errno中。

系统调用号的符号常量可以在头文件<sys/syscall.h>中找到。

返回值：
返回值由调用的系统调用定义。通常，0返回值表示成功。返回值-1表示错误，错误代码存储在errno中。

使用示例：

#define _GNU_SOURCE
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>

int
main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t tid;

    tid = syscall(SYS_gettid);
    tid = syscall(SYS_tgkill, getpid(), tid, SIGHUP);
}

1.5、CPU_*：用于操作CPU集的宏。

函数原型：

#define _GNU_SOURCE             /* See feature_test_macros(7) */
#include <sched.h>

void CPU_ZERO(cpu_set_t *set);

void CPU_SET(int cpu, cpu_set_t *set);
void CPU_CLR(int cpu, cpu_set_t *set);
int  CPU_ISSET(int cpu, cpu_set_t *set);

int  CPU_COUNT(cpu_set_t *set);

void CPU_AND(cpu_set_t *destset,
             cpu_set_t *srcset1, cpu_set_t *srcset2);
void CPU_OR(cpu_set_t *destset,
             cpu_set_t *srcset1, cpu_set_t *srcset2);
void CPU_XOR(cpu_set_t *destset,
             cpu_set_t *srcset1, cpu_set_t *srcset2);

int  CPU_EQUAL(cpu_set_t *set1, cpu_set_t *set2);

cpu_set_t *CPU_ALLOC(int num_cpus);
void CPU_FREE(cpu_set_t *set);
size_t CPU_ALLOC_SIZE(int num_cpus);

void CPU_ZERO_S(size_t setsize, cpu_set_t *set);

void CPU_SET_S(int cpu, size_t setsize, cpu_set_t *set);
void CPU_CLR_S(int cpu, size_t setsize, cpu_set_t *set);
int  CPU_ISSET_S(int cpu, size_t setsize, cpu_set_t *set);

int  CPU_COUNT_S(size_t setsize, cpu_set_t *set);

void CPU_AND_S(size_t setsize, cpu_set_t *destset,
             cpu_set_t *srcset1, cpu_set_t *srcset2);
void CPU_OR_S(size_t setsize, cpu_set_t *destset,
             cpu_set_t *srcset1, cpu_set_t *srcset2);
void CPU_XOR_S(size_t setsize, cpu_set_t *destset,
             cpu_set_t *srcset1, cpu_set_t *srcset2);
             
int  CPU_EQUAL_S(size_t setsize, cpu_set_t *set1, cpu_set_t *set2);

描述：
cpu_set_t数据结构表示一组CPU。sched_setaffinity()和类似接口使用CPU集。
cpu_set_t数据类型实现为位掩码。然而，被视为不透明的数据结构：所有CPU集的操作都应通过以下中描述的宏完成。

提供以下宏用于在CPU集上操作：

以下宏用于分配和解除分配CPU集：

sched_setaffinity()和sched_getaffinity

ched_setaffinity()：设置线程的CPU关联掩码
sched_ getaffinity()：获取线程的CPU关联掩码
函数原型：

#define _GNU_SOURCE             /* See feature_test_macros(7) */
#include <sched.h>

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);

描述：
线程的CPU关联掩码决定了它有资格运行的CPU集。在多处理器系统上，设置CPU关联掩码可用于获得性能优势。
例如，通过将一个CPU专用于特定线程（即，将该线程的关联掩码设置为指定单个CPU，并将所有其他线程的关联屏蔽设置为排除该CPU），可以确保该线程的最大执行速度。将线程限制为在单个CPU上运行还可以避免因缓存失效而导致的性能成本，当线程停止在一个CPU上执行，然后在另一个CPU重新开始执行时，会发生缓存失效。

CPU亲和性掩码由cpu_set_t结构表示，即“CPU集”，由掩码指向。CPU_SET()中描述了一组用于操作CPU集的宏。

sched_setaffinity()将ID为pid的线程的CPU关联掩码设置为掩码指定的值。如果pid为零，则使用调用线程。参数cpusetsize是掩码指向的数据的长度（以字节为单位）。通常，此参数将指定为sizeof（cpu_set_t）。

如果pid指定的线程当前未在掩码中指定的一个CPU上运行，则该线程将迁移到掩码中指定一个CPU。

sched_getaffinity()将ID为pid的线程的关联掩码写入掩码指向的cpu_set_t结构。cpusetsize参数指定掩码的大小（以字节为单位）。如果pid为零，则返回调用线程的掩码。

返回值：

• 成功时返回0。
• 失败时返回-1，并适当设置errno。

二、设置流程

三、示例代码

#define _GNU_SOURCE             /* See feature_test_macros(7) */
#include <sched.h>

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/syscall.h>

void process_affinity(int num)
{
	// pid_t self_id = gettid();
	pid_t self_id = syscall(__NR_gettid);

	cpu_set_t mask;
	CPU_ZERO(&mask);// 初始化为0

	// 绑定哪个CPU就将那个bit置 1
	CPU_SET(self_id%num, &mask);

	// 黏合
	sched_setaffinity(self_id,sizeof(mask),&mask);
	
	/*以下为业务逻辑*/

	while (1) ;//让CPU爆满，方便看效果
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
	printf("CPU number: %d\n", num);

	int i = 0;
	pid_t pid = 0;
	for (i = 0; i < num / 2; i++)
	{
		pid = fork();
		if (pid == 0)
			break;
	}

	if (pid == 0) {
		process_affinity(num);
	}
	else{
		while (1) usleep(1);// 让主线程做切换，不然执行主线程的CPU也会爆满
	}
	return 0;
}

总结

CPU亲缘性/粘合，是进程或线程只运行在所设置的CPU上，而不是CPU只运行设置的线程或进程。
进程或线程创建的时候，其实是在内核中创建了一个task_struct数据结构，然后等待内核的任务调度器调度执行。

欢迎关注公众号《Lion 莱恩呀》学习技术，每日推送文章。