面试题：进程管理之负载均衡策略在多核系统中的应用

Question

在多核处理器环境下，负载均衡策略需要进行哪些特殊的考虑？针对多核系统，列举一种改进的负载均衡策略，并阐述其相较于传统策略的优势和实现要点。

Answer 1

多核处理器环境下负载均衡策略特殊考虑因素

1. 核间差异：不同核心可能在性能、缓存大小等方面存在差异，需考虑任务特性与核心特性的匹配，避免性能浪费。
2. 缓存亲和性：尽量将频繁访问相同数据的任务分配到同一核心或共享缓存的核心，减少缓存失效，提高数据访问效率。
3. 通信开销：核心间通信存在一定开销，如数据传输延迟等，负载均衡策略应尽量减少核心间不必要的数据交互。
4. 任务粒度：细粒度任务在分配时要权衡调度开销与负载均衡效果，粗粒度任务则要考虑核心资源利用率。

改进的负载均衡策略 - 基于缓存感知的负载均衡策略

1. 优势
   • 提高缓存命中率：通过将具有相似数据访问模式的任务分配到同一核心或共享缓存的核心，减少缓存替换，提升数据访问速度，进而提高整体系统性能。
   • 降低内存带宽压力：减少因缓存失效导致的大量内存数据读取，降低内存带宽需求，缓解系统瓶颈。
2. 实现要点
   • 任务分析：在任务调度前，分析任务的数据访问模式，可通过历史数据、程序静态分析等方法获取任务对数据的访问频率、访问区域等信息。
   • 核心缓存信息收集：实时收集各个核心的缓存使用情况、缓存命中率等指标，为任务分配提供依据。
   • 任务分配算法：根据任务数据访问模式与核心缓存状态，设计合理的分配算法，如将访问相同数据块频繁的任务优先分配到具有对应数据缓存的核心上。