原图出处

CPU Pinning Overview

CPU pinning 又称 processor affinity，指将进程和某个或者某几个 CPU 关联绑定，绑定后的进程只能在所关联的 CPU 上运行。CPU 绑定具有以下优点：

• 提高 cache 命中率，提升性能。
• 对于 NUMA 类型的 CPU，pinning 可要求进程仅访问就近内存，提升性能。
• 避免进程之间相互影响，比如防止繁忙的进程过多的占用资源，影响其他的进程。

Linux 从 2.5.8 起支持用于绑定进程和 CPU 的系统调用 sched_setaffinity，详细介绍请见 man page：

#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);

我们也可以用 tastset 命令设置绑定：

$ tastset -p pid -c cpu_list

pid：即进程的 pid。
cpu_list：被绑定的 cpu list，如：0,5,7,9-11。

CPU Pinning for KVM

在宿主机看来，基于 KVM 的虚拟机实际上就是一个进程，CPU pinning 同样可以限定虚拟机运行在宿主机上某些特定的 CPU 中，以提升虚拟机的性能。Libvirt 对此提供了良好的支持：

<domain>
  ...
  <cputune>
    <vcpupin vcpu="0" cpuset="0"/>
    <vcpupin vcpu="1" cpuset="1,2"/>
    <vcpupin vcpu="2" cpuset="2-3"/>
    <vcpupin vcpu="3" cpuset="7"/>
    ......
  </cputune>
  ...
</domain>

注意到 vcpupin 的两个参数：

• vcpu：表示虚拟机 vcpu 的 ID
• cpuset: 表示虚拟机某个 vcpu 所绑定的某些物理 cpu

上述例子中，vcpu 0 运行在物理 cpu 0，vcpu 1 可以运行在物理 cpu (1, 2)，vcpu 2 可以运行在物理 cpu (2, 3)，而 vcpu 3 运行在物理 cpu 7 上。当虚拟机启动后，采用 virsh vcpuinfo 可以查询绑定详情。

$ # virsh vcpuinfo guest

VCPU:           0
CPU:            0
State:          running
CPU time:       10.3s
CPU Affinity:   y-------
VCPU:           1
CPU:            1
State:          running
CPU time:       17.8s
CPU Affinity:   -yy-----
VCPU:           2
CPU:            3
State:          running
CPU time:       16.5s
CPU Affinity:   --yy----
VCPU:           3
CPU:            7
State:          running
CPU time:       14.2s
CPU Affinity:   -------y

Canoical 工程师测试了 CPU Pinning 给 KVM 虚拟机带来的性能提升，结果如下，详情请见kvm-performance-optimization-for-ubuntu。