【Linux】多进程高并发设计框架示例

简介: 【Linux】多进程高并发设计框架示例

多进程高并发设计框架

  • 建议根据cpu核心数量来设置子进程的数量。
  • 建议将对应某一进程绑定到某一cpu上。(cpu亲缘性)

image-20220817175419400

优点:

  • 充分利用多核系统的并发处理能力。(多个进程在多个不同的核心上运行)
  • 负载均衡。
  • 职责明确,管理进程仅负责管理,工作进程负责处理业务逻辑。

示例:

multip_process.c

#define _GNU_SOURCE
#include <sched.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdint.h>

//函数指针 返回值 xx 参数
typedef void (*spawn_proc_pt) (void *data);//函数指针,这里接收void* 类型的参数

static void worker_process_cycle(void *data);
static void start_worker_processes(int n);
pid_t spawn_process(spawn_proc_pt proc, void *data, char *name); 

int main(int argc,char **argv){
    //调用启动工作进程-4个
    start_worker_processes(4);
    //管理子进程
    wait(NULL);
}

//启动子进程
void start_worker_processes(int n){
    int i=0;
    for(i = n - 1; i >= 0; i--){
        //第一个参数为工作进程的处理周期
       spawn_process(worker_process_cycle,(void *)(intptr_t) i, "worker process");
    }
}

//创建子进程
pid_t spawn_process(spawn_proc_pt proc, void *data, char *name){

    pid_t pid;
    pid = fork();//创建子进程

    switch(pid){
    case -1:
        fprintf(stderr,"fork() failed while spawning \"%s\"\n",name);
        return -1;
    case 0:
          proc(data);
          return 0;
    default:
          break;
    }   
    printf("start %s %ld\n",name,(long int)pid);
    return pid;
}

//设置cpu亲缘关系,将进程绑定在其中的一个核上
static void worker_process_init(int worker){
    cpu_set_t cpu_affinity;

    //多核高并发处理 
    CPU_ZERO(&cpu_affinity);
    //参数 -  cpu编号 -掩码地址
    CPU_SET(worker % CPU_SETSIZE,&cpu_affinity);
    //sched_setaffinity
    if(sched_setaffinity(0,sizeof(cpu_set_t),&cpu_affinity) == -1){
       fprintf(stderr,"sched_setaffinity() failed\n");
    }
}

void worker_process_cycle(void *data){
     int worker = (intptr_t) data;
    //工作进程初始化
     worker_process_init(worker);

    //干活
    for(;;){
      sleep(10);
      printf("pid %ld ,doing ...\n",(long int)getpid());
    }
}

执行:

image-20220817185112288

补充:

  • 查看进程在cpu核心上的命令。
ps -eLo ruser,pid,lwp,psr,args

image-20220817185131054

  • 设置CPU亲缘性后,可以发现每个子进程对应一个核心。
  • 若不设置,则存在进程与核心之间的切换,进程从一个核切换到另一个核,进行拷贝与复制,从而浪费了CPU的性能,降低了执行效率。
  • typedef函数指针相关文章——对于函数指针和typedef的结合运用
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