CPU가 부분적으로 유휴 상태일 때 한 CPU의 일부로 제한된 프로세스가 더 느리게 실행되는 이유는 무엇입니까?

시스템의 나머지 부분이 유휴 상태인지 여부에 관계없이 작업은 동일한 리소스 할당을 받아야 하며 그 이상은 할당받지 않아야 합니다. 목표는 시스템의 다른 부하에 관계없이 예측 가능한 시간 내에 작업을 완료하는 것입니다.

노력하다체계CPUAllocation, 및 CPUQuota를 간단한 단일 스레드 테스트 프로그램과 함께 사용 하면 더 적은 횟수로 실행할수록 시간이 더 오래 걸리는 것을 알 수 있습니다.

제한이 없으면 프로세스를 실행하는 데 15초가 걸립니다. CPU의 20%로 제한되었을 때 예상대로 5개의 인스턴스를 실행하는 데 각각 약 75초가 걸렸습니다 5*15=75.

따라서 CPU의 20%로 제한되면 인스턴스 수(CPU당 최대 5개)에 관계없이 각 인스턴스를 실행하는 데 75초가 걸립니다.

그러나 점점 더 적은 수의 인스턴스를 실행하는 데(사용되지 않은 CPU 용량은 남겨두고) 예상 75초보다 오래 걸렸고, 단일 인스턴스를 실행하는 데(다른 시스템 로드 없이) 250초가 걸렸습니다.

이것은 말이 되지 않습니다. 단일 프로세스는 75초가 걸리며, 이는 5개의 프로세스를 실행하는 데 걸리는 시간과 같습니다.

사용되지 않은 CPU 용량을 "흡수"하기 위해 다른 프로세스를 실행하는 경우 75초 내에 완료되는 인스턴스 수가 줄어들 것으로 예상할 수 있습니다.

왜 이런 일이 발생합니까?

그리고

다른 시스템 로드에 관계없이 작업을 실행하는 데 비슷한 시간이 걸리도록 보장하여 원하는 효과를 달성하는 더 적절한 방법이 있습니까?

(체계실험 중에 사용되었지만 직접적으로 사용됨cgroup더 적절할 수도 있고 더 적절할 수도 있습니다).

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테스트용 systemd 서비스 단위 파일

$ cat /etc/systemd/system/cputest\@.service

[Service]
User=nobody
SyslogIdentifier=cputest
ExecStart=/usr/local/bin/cputest.rb
CPUAffinity=1
CPUQuota=20%

테스트 절차가 의도적으로 비효율적입니다.파이의 알고리즘:

$ cat cat /usr/local/bin/cputest.rb

#!/usr/bin/ruby
PRECISION = 10 ** 8 # decimal places
PI_TARGET = (Math::PI * PRECISION).to_i
d  = neg = 1
pi_test = pi = 0
START = Time.now.to_f
def elapsed() Time.now.to_f - START end
while pi_test != PI_TARGET do
  pi += neg * (4.0/d)
  pi_test = (pi * PRECISION).to_i
  d+=2
  neg*=-1
end
puts elapsed()

다음으로 실행

for i in {1..4}; do sudo systemctl start cputest@$i; done

산출물 수집

sudo journalctl -xft cputest