在某些情況下，為了提升程序的執(zhí)行效率，需要將程序綁定到指定的cpu核心上。根據(jù)微軟官方文檔，windows提供了兩個win32函數(shù)：setthreadaffinitymask和setprocessaffinitymask，用于設(shè)置指定線程或進(jìn)程的處理器關(guān)聯(lián)掩碼，從而實現(xiàn)線程或進(jìn)程對處理器的綁定。
SetThreadAffinityMask函數(shù)用于設(shè)置指定線程的處理器關(guān)聯(lián)掩碼，使線程在指定的CPU核心上運行。其函數(shù)定義如下：
DWORD_PTR SetThreadAffinityMask( [in] HANDLE hThread, [in] DWORD_PTR dwThreadAffinityMask);
該函數(shù)需要傳遞兩個參數(shù)：
- hThread：指向要設(shè)置處理器關(guān)聯(lián)的線程句柄。如果要設(shè)置當(dāng)前線程的關(guān)聯(lián)掩碼，可以使用GetCurrentThread()函數(shù)獲取句柄。
- dwThreadAffinityMask：處理器的關(guān)聯(lián)掩碼，是一個DWORD_PTR類型的值，長度為8個字節(jié)（64位），每個bit代表一個CPU核心。例如，要將線程綁定到第0個核心，則dwThreadAffinityMask = 0B_0001（0x01）；綁定到第1個核心，則dwThreadAffinityMask = 0B_0010（0x02）；綁定到第2個核心，則dwThreadAffinityMask = 0B_0100（0x04）；綁定到第3個核心，則dwThreadAffinityMask = 0B_1000（0x08）。如果要綁定到多個核心，比如第1和第2個核心，則dwThreadAffinityMask = 0B_0110，對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為0x06。
調(diào)用示例首先需要引入Win32 API：
[DllImport("kernel32.dll")]static extern UIntPtr SetThreadAffinityMask(IntPtr hThread, UIntPtr dwThreadAffinityMask);[DllImport("kernel32.dll")]static extern IntPtr GetCurrentThread();
由于dwThreadAffinityMask的值是按照2的n次冪遞增，與通常習(xí)慣指定第n個核心不符，并且不同設(shè)備的CPU核心數(shù)不一樣，指定CPU核心時可能超出CPU核心數(shù)量，因此可以對指定CPU核心做簡單的處理：
static ulong SetCpuID(int lpIdx){ ulong cpuLogicalProcessorId = 0; if (lpIdx >= System.Environment.ProcessorCount) { lpIdx = 0; } //通過移位運算轉(zhuǎn)換lpIdx->dwThreadAffinityMask:0->1,1->2,2->4,3->8,…… cpuLogicalProcessorId |= 1UL << lpIdx; return cpuLogicalProcessorId;}
接下來可以進(jìn)行測試：
ulong LpId = SetCpuID((int)lpIdx);SetThreadAffinityMask(GetCurrentThread(), new UIntPtr(LpId));Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();stopwatch.Start();for (int i = 0; i < 100000000; i++){ // 執(zhí)行一些操作}stopwatch.Stop();Console.WriteLine("Elapsed time: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds + " ms");
效果如圖所示：
SetProcessAffinityMask函數(shù)與SetThreadAffinityMask非常相似，不同之處在于其作用于整個進(jìn)程，可以決定進(jìn)程內(nèi)的所有線程共同運行在指定的處理器上。其函數(shù)定義如下：
BOOL SetProcessAffinityMask( [in] HANDLE hProcess, [in] DWORD_PTR dwProcessAffinityMask);
和SetThreadAffinityMask一樣，也需要傳遞兩個參數(shù)，只不過第一個參數(shù)傳遞的是進(jìn)程的句柄。
總結(jié)：在某些場景下，可以通過SetThreadAffinityMask和SetProcessAffinityMask提高程序執(zhí)行效率，主要基于以下幾個原因：
- 提高性能：通過將線程綁定到特定的處理器，可以減少線程在不同處理器之間的切換開銷，尤其是在多核系統(tǒng)中，有助于提升程序的執(zhí)行效率。
- 避免緩存抖動：確保線程始終在同一個處理器上運行，可以減少緩存未命中，因為相關(guān)的數(shù)據(jù)更可能保留在該處理器的高速緩存中。
- 實時系統(tǒng)和并發(fā)控制：在需要嚴(yán)格控制線程執(zhí)行位置的場景下，比如實時系統(tǒng)或者某些并發(fā)控制策略中，通過設(shè)定處理器關(guān)聯(lián)可以滿足特定的調(diào)度需求。
需要注意的是，SetThreadAffinityMask和SetProcessAffinityMask并不是獨占CPU核心，如果關(guān)聯(lián)的CPU核心本身負(fù)載就很高，這個時候程序執(zhí)行效率反而會降低。
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