Linux - 迁移和切换之间的区别？

Question

通过查看 /proc/<PID>/sched 中的调度统计信息，你可以得到这样的输出:

[horro@system ~]$ cat /proc/1/sched
systemd (1, #threads: 1)
-------------------------------------------------------------------
se.exec_start                                :    2499611106.982616
se.vruntime                                  :          7952.917943
se.sum_exec_runtime                          :         58651.279127
se.nr_migrations                             :                53355
nr_switches                                  :               169561
nr_voluntary_switches                        :               168185
nr_involuntary_switches                      :                 1376
se.load.weight                               :              1048576
se.avg.load_sum                              :               343837
se.avg.util_sum                              :               338827
se.avg.load_avg                              :                    7
se.avg.util_avg                              :                    7
se.avg.last_update_time                      :     2499611106982616
policy                                       :                    0
prio                                         :                  120
clock-delta                                  :                  180
mm->numa_scan_seq                            :                    1
numa_pages_migrated                          :                  296
numa_preferred_nid                           :                    0
total_numa_faults                            :                   34
current_node=0, numa_group_id=0
numa_faults node=0 task_private=0 task_shared=23 group_private=0 group_shared=0
numa_faults node=1 task_private=0 task_shared=0 group_private=0 group_shared=0
numa_faults node=2 task_private=0 task_shared=0 group_private=0 group_shared=0
numa_faults node=3 task_private=0 task_shared=11 group_private=0 group_shared=0
numa_faults node=4 task_private=0 task_shared=0 group_private=0 group_shared=0
numa_faults node=5 task_private=0 task_shared=0 group_private=0 group_shared=0
numa_faults node=6 task_private=0 task_shared=0 group_private=0 group_shared=0
numa_faults node=7 task_private=0 task_shared=0 group_private=0 group_shared=0

一直想搞清楚migrations和switches有什么区别，有的回复here和 here .总结这些回复:

• nr_switches : 上下文切换的次数。
• nr_voluntary_switches : 自愿切换的次数，即线程被阻塞，因此另一个线程被拾起。
• nr_involuntary_switches : 调度程序将线程踢出，因为有另一个饥饿的线程准备运行。

因此，migrations 是什么？ ？这些概念是否相关？迁移是在核心之间和核心内的交换机之间进行的？

Answer 1

迁移是指线程(通常在上下文切换之后)被调度到与之前调度不同的 CPU 上。

编辑 1:

维基百科上有更多关于迁移的信息: https://en.wikipedia.org/wiki/Process_migration

这是增加计数器的内核代码: https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/core.c#L1175

if (task_cpu(p) != new_cpu) {
    ...
    p->se.nr_migrations++;

编辑 2:

在以下情况下，线程可以迁移到另一个 CPU:

1. 在 exec() 期间
2. 在 fork() 期间
3. 在线程唤醒期间。
4. 如果线程关联掩码已更改。
5. 当前 CPU 离线时。

有关更多信息，请查看同一源文件中的函数 set_task_cpu()、move_queued_task()、migrate_tasks(): https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/core.c

select_task_rq() 中描述了调度器遵循的策略，这取决于您使用的调度器类。策略器的基本版本:

if (p->nr_cpus_allowed > 1)
    cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
else
    cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);

来源:https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/core.c#L1534

因此，为了避免迁移，请使用sched_setaffinity(2) 系统调用或相应的 POSIX API pthread_setaffinity_np(3) 为您的线程设置 CPU 关联掩码)。

这里是完全公平调度器的 select_task_rq() 的定义: https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/fair.c#L5860

逻辑相当复杂，但基本上，我们要么选择兄弟空闲 CPU，要么找到一个最不忙的新 CPU。

希望这能回答您的问题。