高端文 | CPU负载均衡实现

在《一文读懂 | 进程怎么绑定 CPU》这篇文章中介绍过，在 Linux 内核中会为每个 CPU 创建一个可运行进程队列，由于每个 CPU 都拥有一个可运行进程队列，那么就有可能会出现每个可运行进程队列之间的进程数不一样的问题，这就是所谓的 负载不均衡 问题，如下图所示：

（图1）

最极端的情况是，一个 CPU 的可运行进程队列拥有非常多的进程，而其他 CPU 的可运行进程队列为空，这就是著名的 一核有难，多核围观，如下图：

（图2）

为了避免这个问题的出现，Linux 内核实现了 CPU 可运行进程队列之间的负载均衡。接下来，我们将会介绍 CPU 间的负载均衡的实现原理。

本文使用的内核版本为：Linux-2.6.23

CPU 间负载均衡原理

CPU 间负载不均衡的根本原因就是，CPU 的可运行进程队列中的进程数量不均衡导致的。所以，要解决 CPU 间负载不均衡的方法就是：将最繁忙的 CPU 可运行进程队列的一些进程迁移到其他比较空闲的 CPU 中，从而达到 CPU 间负载均衡的目的。

当然，在 2.6.0 版本的内核的确是这样实现的，我们可以看看其实现代码：

static void 
load_balance(runqueue_t *this_rq, int idle, cpumask_t cpumask)
{
    int imbalance, idx, this_cpu = smp_processor_id();
    runqueue_t *busiest;
    prio_array_t *array;
    struct list_head *head, *curr;
    task_t *tmp;

    // 1. 找到最繁忙的 CPU 运行队列
    busiest = find_busiest_queue(this_rq, this_cpu, idle,