IBM工程师王赟解析Scheduler中的智能Wake-Affine特性

“王赟在2013年中国Linux内核开发者大会上探讨了Scheduler中的智能Wake-Affine特性，该特性旨在让进程更紧密地运行，从而提高缓存命中率并带来性能提升。IBM LTC软件工程师王赟分析了Wake-Affine的优缺点，并提出了针对其不足的解决方案，该方案已被纳入Linux内核主线。” 在Linux内核调度器（Scheduler）中，智能Wake-Affine特性是一个关键的设计，它的目标是优化多核系统中的进程分布，以提高整体性能。Wake-Affine特性主要关注唤醒（wakeup）过程，即当一个正在运行的进程（waker）试图唤醒一个未运行的进程（wakee）时，它会尝试将唤醒的进程调度到与其相邻的CPU上运行，以便于共享缓存资源，减少内存访问延迟，从而提高性能。 术语解释： - Wakeup：指一个未运行的进程被唤醒以进行执行。 - Waker：尝试唤醒另一个进程的当前正在运行的进程。 - Wakee：需要被唤醒的未运行进程。 - Neighbor CPU：属于同一核心或同一插槽的逻辑CPU。 - Running closely：进程在相邻CPU上运行。 - Related processes：访问相同物理内存的进程。 - Pull：选择waker的相邻CPU来运行wakee。 智能Wake-Affine的背景： Wake-Affine特性源于对缓存效率的追求。当相关进程在相近的CPU上运行时，由于缓存共享，它们更有可能实现缓存命中，减少了对主内存的访问，进而提升了系统性能，尤其是在那些依赖数据共享的应用场景中。 工作原理： 当一个进程试图唤醒另一个进程时，调度器会调用`wake_affine()`函数检查是否启用Wake-Affine策略。如果判断条件满足，即进程可以受益于紧密运行，那么唤醒的进程会被调度到waker的相邻CPU上运行，以此优化缓存利用。 然而，Wake-Affine特性也存在一些问题和挑战，比如可能导致负载不平衡，某些情况下可能并不适合所有类型的工作负载，或者在特定硬件配置下可能会出现反效果。王赟在演讲中深入分析了这些问题的原因，并提出了相应的解决方案，这些改进已经被合并到Linux内核主线，以确保Wake-Affine特性在更广泛的系统环境中能更好地发挥作用。 智能Wake-Affine特性是Linux内核调度器优化的一个实例，它通过调整进程的分配来提升系统性能，但同时也需要根据实际工作负载和硬件环境进行细致的调优。王赟的研究和贡献对于理解和改进Linux内核的调度性能具有重要意义。