前言
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https://www.cnblogs.com/studywithallofyou/p/16695550.html
上面的文章提到了一些相关的知识，本篇单独针对CPU进行详细讲解。
CPU构造
CPU Central Processing Unit CPU Package
这个一般指的是整个CPU，包括包装运行单元，控制单元，缓冲等。
比如下面Intel 80486DX2正反面
正面是一个金属壳，用于散热
反面是很多针脚，用于传递数据
CPU Socket CPU插槽
这个就是指主板上有几个可以插CPU的地方，比如下面，就有两个
Non-uniform memory access NUMA Node
为了处理多CPU访问内存的问题，提出了NUMA架构，就是把不同的CPU做区分，分配不同的内存通道。Node访问自己所属的内存（也叫local memory）速度比较快，访问另一个Node的内存（也叫做remote memory）相对就慢一些。
正常情况NUMA Node与CPU Socket数量是一致的，一个插槽上插一个CPU，一个CPU分配一个NUMA Node。不过也有不一致的情况。
UMA
计算机一开始的架构是UMA：多个Processor使用同一个bus总线访问内存，大家是平等的。后来随着CPU核心增多，总线成为了瓶颈，就把Processor分组，各自访问一块内存，变成了NUMA（非一致性内存访问）。
NUMA与MySQL
Linux默认会启用NUMA，让程序尽可能申请local内存，如果超过了local内存，就会频繁的swap。
如果是占用内存比较大的程序，需要确保开启NUMA后，local内存足够，不然会导致性能抖动或者下降。
如果MySQL使用内存大于local memory的解决方案：
- 设置绑定策略，让MySQL可以使用所有内存
- MySQL也有相关配置，应对这个场景。需要确认使用版本是否有该功能，如果没有，需要下载最新的，或者编译对应版本，在编译是开启对NUMA的支持。
Processor Die CPU Die 处理器芯片
Die就是指从晶圆上切下来的一个个小方块，后续通过光刻机，刻上晶体管，形成core。
一个Die上可以拥有多个core。
Processor core
Processor core是一个独立的单元，可以与其他core并行运算。
Integrated Circuit IC 集成电路
一个或多个Die加上一些缓存、集成显卡组成一块集成电路
Printed Circuit Board PCB 印刷电路板
集成电路被安装在印刷电路版上。印刷电路板和外壳等组成一块CPU。
如下图，这是一块CPU，外面绿色的是印刷电路板，中间两个突起的方块是Die，一个Die有两个Core，那么这个CPU就是双核四核心（我们经常说的）。
一个Die打开如下图，中间分开，上下对称，用晶体管实现了两个core
总结
由于CPU的设计，对不同资源做了区分，所以在高性能程序开发中，需要配置，保证最大化利用系统资源。
让一个进程绑定在同一个core或者同一个Node下的core上，保证CPU缓存命中率，避免使用remote memory，避免上下文切换。
具体使用思路：把需要高性能运行的进程绑定到一个（一组core）上，把其他进程绑定到其他core上，避免其他进程在高性能进程占用的core上运行，使得高性能进程绑定的core只运行一个进程，避免其他进程打扰，避免缓存丢失，避免上下文切换，提高性能。
https://en.wikipedia.org/wiki/Central_processing_unit
https://www.cc.ntu.edu.tw/chinese/epaper/0015/20101220_1508.htm
https://superuser.com/questions/324284/what-is-meant-by-the-terms-cpu-core-die-and-package
https://en.wikipedia.org/wiki/Die_(integrated_circuit)
查看cpu信息
lscpu
Architecture: x86_64
CPU op-mode(s): 32-bit, 64-bit
Byte Order: Little Endian
CPU(s): 12 core个数
On-line CPU(s) list: 0-11 在线core个数
Thread(s) per core: 1 每个物理core可以有几个thread。是否可以多个任务并发进行。逻辑核。用指令把一个物理core再分成两个或多个并发运行，提高使用率。
Core(s) per socket: 6 每个插槽上的cpu有几个core
Socket(s): 2 有几个插槽，主板上插了几块cpu
NUMA node(s): 2 有几个node，一般一个socket分成一个node
Vendor ID: GenuineIntel
CPU family: 6
Model: 45
Stepping: 7
CPU MHz: 1200.000
BogoMIPS: 3999.45
Virtualization: VT-x
L1d cache: 32K
L1i cache: 32K
L2 cache: 256K
L3 cache: 15360K
NUMA node0 CPU(s): 0-5 每个node上core编号
NUMA node1 CPU(s): 6-11
查看numa内存分配
numactl --hardware
available: 2 nodes (0-1) 两个numa node，0和1
node 0 cpus: 0 1 2 3 4 5 node0包含0 1 2 3 4 5core
node 0 size: 8162 MB node0 local内存大小
node 0 free: 1855 MB
node 1 cpus: 6 7 8 9 10 11
node 1 size: 8192 MB
node 1 free: 4611 MB
node distances: node和local内存/remote内存距离关系
node 0 1
0: 10 20 node0访问node0的内存是10，访问node1的内存是20（性能下降一倍）
1: 20 10 node1访问node0的内存是20，访问node1的内存是10
libc
获取系统CPU核心数
sysconf
#include <unistd.h>
long sysconf(int name);
- _SC_NPROCESSORS_CONF
The number of processors configured. See also
get_nprocs_conf(3).
- _SC_NPROCESSORS_ONLN
The number of processors currently online (available).
See also get_nprocs(3).
一个是获取全部的CPU核心数，一个是获取可用的（online）核心数。也有专门的APIget_nprocs_conf和get_nprocs。
https://man7.org/linux/man-pages/man3/sysconf.3.html
get_nprocs get_nprocs_conf
#include <sys/sysinfo.h>
int get_nprocs(void);
int get_nprocs_conf(void);
https://man7.org/linux/man-pages/man3/get_nprocs_conf.3.html
mask CPU核心表示方法
linux用位掩码（bitmask）表示每个core0001 第一个core[core0]（core编号从0开始）0011 第一个和第二个core[core0 core1]1000 0001 第一个和第八个core[core0 core7]
动态申请CPU core个数
cpu_set_t *CPU_ALLOC(int num_cpus);
Allocate a CPU set large enough to hold CPUs in the range 0 to num_cpus-1.
申请保存指定cpu core个数（num_cpus）的mask空间。
size_t CPU_ALLOC_SIZE(int num_cpus);
Return the size in bytes of the CPU set that would be needed to hold CPUs in the range 0 to num_cpus-1. This macro provides the value that can be used for the setsize argument in the CPU_*_S() macros
计算指定cpu core个数（num_cpus）的mask的长度。
void CPU_FREE(cpu_set_t *set);
Free a CPU set previously allocated by CPU_ALLOC().
保存core mask的结构体cpu_set_t默认是unsigned long，有128个，可以表示1024个core。正常情况足够了，如果core大于1024，需要动态申请。具体系统的core数量，通过上面的api获取。CPU_ALLOC与CPU_ALLOC_SIZE中的参数num_cpus必须一致，不然在后续使用中不匹配，导致报错。
获取和设置cpu亲缘性
#include <sched.h>
int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize,
cpu_set_t *mask);
int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize,
cpu_set_t *mask);
如果pid为0，就表示当前进程。
获取cpu亲缘性
cpu_set_t cpuset;
CPU_ZERO(&cpuset);
sched_getaffinity(0, sizeof(cpuset), &cpuset);
cpuset中保存了当前进程使用的cpu core。
设置cpu亲缘性
cpu_set_t set;
CPU_ZERO(&set);
//把core0和core2绑定到当前进程
CPU_SET(0, &set);
CPU_SET(2, &set);
sched_setaffinity(0, sizeof(set), &set);
https://man7.org/linux/man-pages/man2/sched_setaffinity.2.html
https://man7.org/linux/man-pages/man3/CPU_COUNT.3.html
https://linux.die.net/man/3/cpu_set
https://linux.die.net/man/7/cpuset
taskset
除了在代码中使用libc api设置cpu亲缘性，也可以使用taskset进行设置。taskset底层还是调用的libc的api。
#启动一个程序，并且绑定到mask指定的core上
taskset [options] mask command [argument...]
#不加mask，表示获取pid指定程序的mask；增加mask，表示设置pid指定程序的mask
taskset [options] -p [mask] pid
#mask，如果不特殊说明，都是16进制，--cpu-list按照core编号指定，如下都是正确的
0x00000001
is processor #0,
0x00000003
is processors #0 and #1,
FFFFFFFF
is processors #0 through #31,
0x32
is processors #1, #4, and #5,
--cpu-list 0-2,6
is processors #0, #1, #2, and #6.
--cpu-list 0-10:2
is processors #0, #2, #4, #6, #8 and #10. The suffix ":N"
specifies stride in the range, for example 0-10:3 is
interpreted as 0,3,6,9 list.
获取mask
taskset -p 15948
pid 15948's current affinity mask: 2
为启动进程设置mask
taskset -c 0 ls
为指定进程id设置mask
taskset -pc 0,1,2 15948