linux cgroups 简介

这种机制可以根据需求把一系列系统任务及其子任务整合(或分隔)到按资源划分等级的不同组内，从而为系统资源管理提供一个统一的框架。简单说，cgroups 可以限制、记录任务组所使用的物理资源。本质上来说，cgroups 是内核附加在程序上的一系列钩子(hook)，通过程序运行时对资源的调度触发相应的钩子以达到资源追踪和限制的目的。

Task(任务) 在 linux 系统中，内核本身的调度和管理并不对进程和线程进行区分，只是根据 clone 时传入的参数的不同来从概念上区分进程和线程。这里使用 task 来表示系统的一个进程或线程。

Cgroup(控制组) cgroups 中的资源控制以 cgroup 为单位实现。Cgroup 表示按某种资源控制标准划分而成的任务组，包含一个或多个子系统。一个任务可以加入某个 cgroup，也可以从某个 cgroup 迁移到另一个 cgroup。

Subsystem(子系统) cgroups 中的子系统就是一个资源调度控制器(又叫 controllers)。比如 CPU 子系统可以控制 CPU 的时间分配，内存子系统可以限制内存的使用量。以笔者使用的 Ubuntu 16.04.3 为例，其内核版本为 4.10.0，支持的 subsystem 如下( cat /proc/cgroups)：对块设备的 IO 进行限制。限制 CPU 时间片的分配，与 cpuacct 挂载在同一目录。生成 cgroup 中的任务占用 CPU 资源的报告，与 cpu 挂载在同一目录。给 cgroup 中的任务分配独立的 CPU(多处理器系统) 和内存节点。devices 允许或禁止 cgroup 中的任务访问设备。暂停/恢复 cgroup 中的任务。限制使用的内存页数量。 memory 对 cgroup 中的任务的可用内存进行限制，并自动生成资源占用报告。使用等级识别符（classid）标记网络数据包，这让 Linux 流量控制器（tc 指令）可以识别来自特定 cgroup 任务的数据包，并进行网络限制。允许基于 cgroup 设置网络流量(netowork traffic)的优先级。perf_event 允许使用 perf 工具来监控 cgroup。限制任务的数量。

Hierarchy(层级) 层级有一系列 cgroup 以一个树状结构排列而成，每个层级通过绑定对应的子系统进行资源控制。层级中的 cgroup 节点可以包含零个或多个子节点，子节点继承父节点挂载的子系统。一个操作系统中可以有多个层级。

$ | cgroup

$ apt cgroup-bin

$ cd /sys/fs/cgroup/ nick_cpu

$ > nick_cpu/ > nick_cpu/cpu.cfs_quota_us

》一文中介绍的 "--cpu-period=100000 --cpu-quota=200000" 就是由它们实现的。

end </span>= <span style="color: #800080"&gt;1024</span> * <span style="color: #800080"&gt;1024</span> * <span style="color: #800080"&gt;1024</span><span style="color: #000000"&gt;;
</span><span style="color: #0000ff"&gt;for</span>(i = <span style="color: #800080"&gt;0</span>; i <<span style="color: #000000"&gt; end; )
{
    i </span>++<span style="color: #000000"&gt;;
}

}

$ cputime.c - ./ cgexec -g cpu:nick_cpu ./cputime

$ cd /sys/fs/cgroup/ nick_memory

# 物理内存 + SWAP <= MB；** = > nick_memory/ > nick_memory/memory.swappiness

#include<.h>

#define CHUNK_SIZE 1024 1024 100

void main()
{
char *p;
int i;

</span><span style="color: #0000ff"&gt;for</span>(i = <span style="color: #800080"&gt;0</span>; i < <span style="color: #800080"&gt;5</span>; i ++<span style="color: #000000"&gt;)
{
    p </span>= <span style="color: #0000ff"&gt;malloc</span>(<span style="color: #0000ff"&gt;sizeof</span>(<span style="color: #0000ff"&gt;char</span>) *<span style="color: #000000"&gt; CHUNK_SIZE);
    </span><span style="color: #0000ff"&gt;if</span>(p ==<span style="color: #000000"&gt; NULL)
    {
        printf(</span><span style="color: #800000"&gt;"</span><span style="color: #800000"&gt;fail to malloc!</span><span style="color: #800000"&gt;"</span><span style="color: #000000"&gt;);
        </span><span style="color: #0000ff"&gt;return</span><span style="color: #000000"&gt; ;
    }
    </span><span style="color: #008000"&gt;//</span><span style="color: #008000"&gt; memset() 函数用来将指定内存的前 n 个字节设置为特定的值</span>
    memset(p,<span style="color: #800080"&gt;0</span><span style="color: #000000"&gt;,CHUNK_SIZE);
    printf(</span><span style="color: #800000"&gt;"</span><span style="color: #800000"&gt;malloc memory %d MB\n</span><span style="color: #800000"&gt;"</span>,(i + <span style="color: #800080"&gt;1</span>) * <span style="color: #800080"&gt;100</span><span style="color: #000000"&gt;);
}

}

$ mem.c -o mem

$ ./mem

$ cgexec -g memory:nick_memory ./mem

$ cgexec -g memory:nick_memory stress --vm --vm-bytes --vm-keep --verbose

$ cgexec -g cpu:nick_cpu -g memory:nick_memory ./cpumem

相关推荐