本篇內(nèi)容介紹了“Linux 進(jìn)程管理中的CFS負(fù)載均衡有什么用”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

阿拉爾網(wǎng)站建設(shè)公司成都創(chuàng)新互聯(lián)公司,阿拉爾網(wǎng)站設(shè)計制作，有大型網(wǎng)站制作公司豐富經(jīng)驗。已為阿拉爾近1000家提供企業(yè)網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)。企業(yè)網(wǎng)站搭建\外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)要多少錢，請找那個售后服務(wù)好的阿拉爾做網(wǎng)站的公司定做！

 什么是負(fù)載均衡?

前面的調(diào)度學(xué)習(xí)都是默認(rèn)在單個CPU上的調(diào)度策略。我們知道為了CPU之間減少“干擾”，每個CPU上都有一個任務(wù)隊列。運行的過程種可能會出現(xiàn)有的CPU“忙的一筆”，有的CPU“閑的蛋疼”，于是便需要負(fù)載均衡。

將task從負(fù)載較重的CPU上轉(zhuǎn)移到負(fù)載相對較輕的CPU上執(zhí)行，這個過程就是負(fù)載均衡的過程。

在了解負(fù)載均衡前有必要了解soc上對CPU的拓?fù)潢P(guān)系。

我們知道一個多核心的soc片上系統(tǒng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，內(nèi)核采用CPU拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來描述一個SOC的架構(gòu)。內(nèi)核使用調(diào)度域來描述CPU之間的層次關(guān)系，對于低級別的調(diào)度域來說，CPU之間的負(fù)載均衡處理開銷比較小，而對于越高級別的調(diào)度域，其負(fù)載均衡的開銷就越大。

比如一個4核心的SOC，兩個核心是一個cluster，共享L2  cache，那么每個cluster可以認(rèn)為是一個MC調(diào)度域，每個MC調(diào)度域中有兩個調(diào)度組，每個調(diào)度組中只有一個CPU。而整個SOC可以認(rèn)為是高一級別的DIE調(diào)度域，其中有兩個調(diào)度組，cluster0屬于一個調(diào)度組，cluster1屬于另一個調(diào)度組?？鏲luster的負(fù)載均衡是需要清除L2  cache的，開銷是很大的，因此SOC級別的DIE調(diào)度域進(jìn)行負(fù)載均衡的開銷會更大一些。

CPU對應(yīng)的調(diào)度域和調(diào)度組可通過在設(shè)備模型文件 /proc/sys/kernel/sched_domain 里查看。

• 調(diào)度域 sched_domain 主要的成員如下：

成員	描述
parent 和 child	sched domain會形成層級結(jié)構(gòu)，parent和child建立了不同層級結(jié)構(gòu)的父子關(guān)系。對于base domain而言，其child等于NULL；對于top domain而言，其parent等于NULL。
groups	一個調(diào)度域中有若干個調(diào)度組，這些調(diào)度組形成一個環(huán)形鏈表，groups成員就是鏈表頭
min_interval 和 max_interval	做均衡也是需要開銷的，不能時刻去檢查調(diào)度域的均衡狀態(tài)，這兩個參數(shù)定義了檢查該sched domain均衡狀態(tài)的時間間隔的范圍
balance_interval	定義了該sched domain均衡的時間間隔
busy_factor	正常情況下，balance_interval定義了均衡的時間間隔，如果cpu繁忙，那么均衡要時間間隔長一些，即時間間隔定義為busy_factor x balance_interval
imbalance_pct	調(diào)度域內(nèi)的不均衡狀態(tài)達(dá)到了一定的程度之后就開始進(jìn)行負(fù)載均衡的操作，imbalance_pct定義了不均衡的water mark。
level	該sched domain在整個調(diào)度域?qū)蛹壗Y(jié)構(gòu)中的level
span_weight	該sched domain中cpu的個數(shù)
span	該調(diào)度域的跨度

• 調(diào)度組 sched_group 主要的成員如下：

成員	描述
next	sched domain中的所有sched group會形成環(huán)形鏈表，next指向groups鏈表中的下一個節(jié)點
group_weight	該調(diào)度組中有多少個cpu
sgc	該調(diào)度組的算力信息
cpumask	該調(diào)度組包含哪些cpu

CPU拓?fù)涫纠?/h4>

為了減少鎖的競爭，每一個cpu都有自己的MC domain、DIE domain(sched domain是分成兩個level，base  domain稱為MC domain(multi core domain)，頂層的domain稱為DIE domain)以及sched  group，并且形成了sched domain之間的層級結(jié)構(gòu)，sched  group的環(huán)形鏈表結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^/sys/devices/system/cpu/cpuX/topology查看cpu topology信息。

在上面的結(jié)構(gòu)中，sched domain是分成兩個level，base domain稱為MC domain，頂層的domain稱為DIE  domain。頂層的DIE domain覆蓋了系統(tǒng)中所有的CPU，小核cluster的MC  domain包括所有小核cluster中的cpu，大核cluster的MC domain包括所有大核cluster中的cpu。

通過DTS和CPU topo子系統(tǒng)，可以構(gòu)建sched domain層級結(jié)構(gòu)，用于具體的均衡算法。流程是：kernel_init() ->  kernel_init_freeable() -> smp_prepare_cpus() -> init_cpu_topology() ->  parse_dt_topology()

負(fù)載均衡的軟件架構(gòu)

圖中可以看出左邊主要分為CPU負(fù)載跟蹤和task負(fù)載跟蹤。

• CPU負(fù)載跟蹤：考慮每一個CPU的負(fù)載。匯聚cluster上所有負(fù)載，方便計算cluster之間負(fù)載的不均衡狀況。

• task負(fù)載跟蹤：判斷該任務(wù)是否適合當(dāng)前CPU算力。如果判定需要均衡，那么需要在CPU之間遷移多少的任務(wù)才能達(dá)到平衡。

右邊是通過DTS和CPU topo子系統(tǒng)，構(gòu)建的sched domain層級結(jié)構(gòu)。流程是：kernel_init() ->  kernel_init_freeable() -> smp_prepare_cpus() -> init_cpu_topology() ->  parse_dt_topology()

有了左右兩邊的基礎(chǔ)設(shè)施，那么什么時候觸發(fā)負(fù)載均衡呢?這主要和調(diào)度事件相關(guān)，當(dāng)發(fā)生任務(wù)喚醒、任務(wù)創(chuàng)建、tick到來等調(diào)度事件的時候，就可以檢查當(dāng)前系統(tǒng)的不均衡情況，并酌情進(jìn)行任務(wù)遷移，以便讓系統(tǒng)負(fù)載處于平衡狀態(tài)。

何時做負(fù)載均衡?

CFS任務(wù)的負(fù)載均衡器有兩種。一種是為繁忙CPU們準(zhǔn)備的periodic balancer，用于CFS任務(wù)在busy cpu上的均衡;一種是為idle  cpu們準(zhǔn)備的idle balancer，用于把繁忙CPU上的任務(wù)均衡到idle cpu上來。

周期性負(fù)載均衡(periodic load balance或者tick load  balance)是指在tick中，周期性的檢測系統(tǒng)的負(fù)載均衡狀況，找到系統(tǒng)中負(fù)載最重的domain、group和CPU，將其上的runnable任務(wù)拉到本CPU以便讓系統(tǒng)的負(fù)載處于均衡的狀態(tài)。

nohz load balance是指其他的cpu已經(jīng)進(jìn)入idle，本CPU任務(wù)太重，需要通過 IPI  將其他idle的CPUs喚醒來進(jìn)行負(fù)載均衡。nohz idle load balance也是通過busy cpu上tick驅(qū)動的，如果需要kick idle  load balancer，那么就會通過GIC發(fā)送一個ipi中斷給選中的idle cpu，讓它代表系統(tǒng)所有的idle cpu們進(jìn)行負(fù)載均衡。

new idle load balance 比較好理解，就是在CPU上沒有任務(wù)執(zhí)行，馬上要進(jìn)入idle狀態(tài)的時候，看看其他CPU是否需要幫忙，來從busy  cpu上拉任務(wù)，讓整個系統(tǒng)的負(fù)載處于均衡狀態(tài)。

負(fù)載均衡的基本過程

當(dāng)一個CPU上進(jìn)行負(fù)載均衡的時候，總是從base domain開始，檢查其所屬sched  group之間的負(fù)載均衡情況，如果有不均衡情況，那么會在該cpu所屬cluster之間進(jìn)行遷移，以便維護(hù)cluster內(nèi)各個cpu  core的任務(wù)負(fù)載均衡。

load_balance是處理負(fù)載均衡的核心函數(shù)，它的處理單元是一個調(diào)度域，也就是sched domain，其中會包含對調(diào)度組的處理。

在該domain中找到最忙的sched group

在最忙的group中挑選最忙的CPU runqueue，該CPU就成為任務(wù)遷移的src

從該隊列中選擇要遷移的任務(wù)(判斷的依據(jù)主要是task load的大小，優(yōu)先選擇load重的任務(wù))

向著作為dst的CPU runqueue遷移

“Linux 進(jìn)程管理中的CFS負(fù)載均衡有什么用”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實用文章！

本文題目：Linux進(jìn)程管理中的CFS負(fù)載均衡有什么用
網(wǎng)站鏈接：http://www.rwnh.cn/article20/gcgejo.html

成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)、商城網(wǎng)站、動態(tài)網(wǎng)站、軟件開發(fā)、Google、網(wǎng)頁設(shè)計公司

廣告

聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請盡快告知，我們將會在第一時間刪除。文章觀點不代表本網(wǎng)站立場，如需處理請聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時需注明來源： 創(chuàng)新互聯(lián)