Linux超线程启用，提升计算性能！ (linux 开启超线程)

Linux是一种轻量级操作系统，广泛应用于服务器、工作站和嵌入式设备等领域。它具有安全性高、稳定性好、灵活性强等优势，因此得到了广泛的应用。但是，对于需要大量计算的应用场景，Linux的性能表现往往不如其他操作系统，这既是硬件性能限制的缘故，也与Linux的线程调度算法相关。

为了提高Linux的计算性能，我们可以采用超线程技术。超线程技术利用现代处理器复杂的执行单元，通过同时执行多个线程来提高处理器的利用率和计算性能。在Linux系统中启用超线程技术可以使得CPU能够更有效地利用计算资源，提高系统的运行速度和响应速度。

在Linux系统中启用超线程技术的具体步骤如下：

1.检测超线程技术是否已经启用

若在终端输入命令：$ cat /proc/cpuinfo，可以显示当前CPU的相关信息，包括CPU结构、核心数、线程数等信息。若显示的线程数比核心数多，则说明超线程技术已经启用。

2.在BIOS中启用超线程技术

如果检测到超线程技术未启用，则需要在计算机的BIOS中进行设置，开启超线程功能（具体步骤可以参考主板说明书）。

3.在操作系统中启用超线程技术

在Linux系统中，需要在内核启动参数中添加参数“maxcpus=核心数*线程数”，以启用所有的物理核心和超线程核心。

例如，在一个具有4个物理核心和超线程技术的CPU上，线程数为8，则在内核启动参数中添加参数“maxcpus=32”后，即可启用所有的物理核心和超线程核心。

4.测试超线程技术的性能提升

为了验证超线程技术的性能提升效果，可以使用一些测试工具进行测试。例如，可以使用UnixBench测试软件进行测试比较，以评估超线程技术的性能提升效果。

启用超线程技术是提高Linux计算性能的有效途径之一。通过利用现代处理器的复杂执行单元和线程调度算法，可以使CPU更好地利用计算资源，提高系统运行速度和响应速度。在实际应用中，也需要根据具体的应用需求和硬件环境进行优化，以实现更佳的性能表现。

相关问题拓展阅读：

• Linux进程的调度

Linux进程的调度

上回书说到 Linux进程的由来 和 Linux进程的创建 ，其实在同一时刻只能支持有限个进程或线程同时运行(这取决于CPU核数量，基本上一个进程对应一个CPU)，在一个运行的操作系统上可能运行着很多进程，如果运行的进程占据CPU的时间很长，就有可能导致其他进程饿死。为了解决这种问题，操作系统引入了 进程调度器 来进行进程的切换，轮流让各个进程使用CPU资源。

1）rq： 进程的运行队列( runqueue)， 每个CPU对应一个 ，包含自旋锁(spinlock)、进程数量、用于公平调度的CFS信息结构、当前运行的进程描述符等。实际的进程队列用红黑树来维护(通过CFS信息结构来访问)。

2）cfs_rq： cfs调度的进程运行队列信息 ，包含红黑树的根结点、正在运行闭森的进程指针、用于负载均衡的叶子队列等。

3）sched_entity： 把需要调度的东西抽象成调度实体 ，调度实体可以是进程、进程组、用户等。这里包含负载权重值、对应红黑树结点、 虚拟运行时vruntime 等。

4）sched_class：把 调度策略(算法)抽象成调度类 ，包含一组通用的调度操作接口。接口和实现是分离，可以根据调度接口去实现不同的调度算法，使一个Linux调度程序可以有多个不同的调度策略。

1） 关闭内核抢占 ，初始化部分变量。获取当前CPU的ID号，并赋值给局部变量CPU， 使rq指向CPU对应的运行队列 。 标识当前CPU发生任务切换 ，通知RCU更新状态，如果当前CPU处于rcu_read_lock状态，当前进程将会放入rnp-> blkd_tasks阻塞队列，并呈现在rnp-> gp_tasks链表中。 关闭本地中断 ，获取所要保护的运行队列的自旋锁， 为查找可运行进程做准备 。

2） 检查prev的状态，更新运行队列 。如果不是可运行状态，而且在内核态没被抢占，应该从运行队列中 删除prev进程 。如果是非阻塞挂起信号，而且状态为TASK_INTER-RUPTIBLE，就把该进程的状态设置为TASK_RUNNING，并将它 插入到运行队列 。

3）task_on_rq_queued(prev) 将pre进程插入到运行队列的队尾。

4）pick_next_task 选取将要执行的next进程。

5）context_switch(rq, prev, next)进行 进程上下文切换 。

1) 该进程分配的CPU时间片用完。

2) 该进程主动放弃CPU(例如IO操作)。

3) 某一进程抢占CPU获得执行机会。

Linux并没有使用x86 CPU自带的任务切换机制，需要通过手工的方式实现了切换。

进程创建后在内核的数据局银结构为task_struct ， 该结构中有掩码属性cpus_allowed，4个核的CPU可以有4位掩码，如果CPU开启超线程，有一个8位掩码，进程可以运行在掩码位设置为1的CPU上。

Linux内核API提供了两个系统调用 ，让用户可以修改和查看当前的掩码：

1) sched_setaffinity()：用来修改位掩码。

2) sched_getaffinity()：用来查看当前的位掩码。

在下次task被唤醒时，select_task_rq_fair根据cpu_allowed里的掩码来确定将其置于哪个CPU的运行队列，一个进程在某一时刻只能存在于一个CPU的运行队列里。

在Nginx中，使用了CPU亲和度来轿腊亩完成某些场景的工作：

worker_processes;

worker_cpu_affinity000;

上面这个配置说明了4个工作进程中的每一个和一个CPU核挂钩。如果这个内容写入Nginx的配置文件中，然后Nginx启动或者重新加载配置的时候，若worker_process是4，就会启用4个worker，然后把worker_cpu_affinity后面的4个值当作4个cpu affinity mask，分别调用ngx_setaffinity，然后就把4个worker进程分别绑定到CPU0～3上。

worker_processes;

worker_cpu_affinity;

上面这个配置则说明了两个工作进程中的每一个和2个核挂钩。

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