linux 内核中一个全局变量引发的性能问题
为了调试一个功能,在一个内核模块中,增加了一个全局变量,用来统计自有skb池的申请情况。
因为是临时增加,所以没有考虑性能,一开始只是一个fail的统计,数量不多,也不太考虑是否有计数丢失的情况,毕竟那个卖火车票的例子已经让很多人知道了并发导致的计数丢失。
因为只是一个简单统计,这样做无可厚非。
后来有人维护的时候,增加了一个success的统计,结果发现增加该变量前后cpu占用增加了一个点。为了排除是伪共享的行为,我将两个变量中间增加了一些reserve的空间,结果还是如此。去掉success统计,立刻恢复。一个简单的计数居然导致如此的性能变化,只能祭出倚天剑了,perf上马。
根据perf stat 的统计,我发现 cache-misses这一行有明显的增长,
最后排查的原因就是,由于是一个多核的设备,每个cpu都会对这个变量进行++,也就是这个变量是一个热点,当A cpu对其++的时候,根据mesi协议,显然会发送让其他cpu对这个变量进行读缓存失效,并且还需要等待其他cpu的回复的最新的缓存值。虽然这个过程是由硬件实现的,但对性能的影响却是显而易见的。
所以将这个统计改成percpu变量,然后需要show的时候,将各个cpu相加起来就ok。牺牲了部分准确性,但提高了性能,因为性能这个词,本来就是一种权衡,不管是用时间换空间还是空间换时间。
所以多核并发,针对统计类的实现,最好实现成percpu的。这个就是经典的并行拆分思路。
ps:
推荐对并发编程感兴趣的童鞋,可以参考老谢和鲁阳翻译的《深入理解并行编程》。
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