Linux下CGroup进行CPU、内存等资源控制

留存

from: http://www.cnblogs.com/kevingrace/p/5685433.html  and  http://www.cnblogs.com/wang_yb/p/3942208.html

CGroup 介绍 CGroup 是 Control Groups 的缩写，是 Linux 内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组 (process groups) 所使用的物力资源 (如 cpu memory i/o 等等) 的机制。2007 年进入 Linux 2.6.24 内核，CGroups 不是全新创造的，它将进程管理从 cpuset 中剥离出来，作者是 Google 的 Paul Menage。CGroups 也是 LXC 为实现虚拟化所使用的资源管理手段。

CGroup 功能及组成 CGroup 是将任意进程进行分组化管理的 Linux 内核功能。CGroup 本身是提供将进程进行分组化管理的功能和接口的基础结构，I/O 或内存的分配控制等具体的资源管理功能是通过这个功能来实现的。这些具体的资源管理功能称为 CGroup 子系统或控制器。CGroup 子系统有控制内存的 Memory 控制器、控制进程调度的 CPU 控制器等。运行中的内核可以使用的 Cgroup 子系统由/proc/cgroup 来确认。 CGroup 提供了一个 CGroup 虚拟文件系统，作为进行分组管理和各子系统设置的用户接口。要使用 CGroup，必须挂载 CGroup 文件系统。这时通过挂载选项指定使用哪个子系统。

Cgroups提供了以下功能： 1）限制进程组可以使用的资源数量（Resource limiting ）。比如：memory子系统可以为进程组设定一个memory使用上限，一旦进程组使用的内存达到限额再申请内存，就会出发OOM（out of memory）。 2）进程组的优先级控制（Prioritization ）。比如：可以使用cpu子系统为某个进程组分配特定cpu share。 3）记录进程组使用的资源数量（Accounting ）。比如：可以使用cpuacct子系统记录某个进程组使用的cpu时间 4）进程组隔离（Isolation）。比如：使用ns子系统可以使不同的进程组使用不同的namespace，以达到隔离的目的，不同的进程组有各自的进程、网络、文件系统挂载空间。 5）进程组控制（Control）。比如：使用freezer子系统可以将进程组挂起和恢复。

CGroup 支持的文件种类 表 1. CGroup 支持的文件种类

Release_agent

RW

删除分组时执行的命令，这个文件只存在于根分组

Notify_on_release

RW

设置是否执行 release_agent。为 1 时执行

Tasks

RW

属于分组的线程 TID 列表

Cgroup.procs

R

属于分组的进程 PID 列表。仅包括多线程进程的线程 leader 的 TID，这点与 tasks 不同

Cgroup.event_control

RW

监视状态变化和分组删除事件的配置文件

CGroup 相关概念解释 1）任务（task）。在 cgroups 中，任务就是系统的一个进程； 2）控制族群（control group）。控制族群就是一组按照某种标准划分的进程。Cgroups 中的资源控制都是以控制族群为单位实现。一个进程可以加入到某个控制族群，也从一个进程组迁移到另一个控制族群。一个进程组的进程可以使用 cgroups 以控制族群为单位分配的资源，同时受到 cgroups 以控制族群为单位设定的限制； 3）层级（hierarchy）。控制族群可以组织成 hierarchical 的形式，既一颗控制族群树。控制族群树上的子节点控制族群是父节点控制族群的孩子，继承父控制族群的特定的属性； 4）子系统（subsystem）。一个子系统就是一个资源控制器，比如 cpu 子系统就是控制 cpu 时间分配的一个控制器。子系统必须附加（attach）到一个层级上才能起作用，一个子系统附加到某个层级以后，这个层级上的所有控制族群都受到这个子系统的控制。

相互关系 1）每次在系统中创建新层级时，该系统中的所有任务都是那个层级的默认 cgroup（我们称之为 root cgroup，此 cgroup 在创建层级时自动创建，后面在该层级中创建的 cgroup 都是此 cgroup 的后代）的初始成员； 2）一个子系统最多只能附加到一个层级； 3）一个层级可以附加多个子系统； 4）一个任务可以是多个 cgroup 的成员，但是这些 cgroup 必须在不同的层级； 5）系统中的进程（任务）创建子进程（任务）时，该子任务自动成为其父进程所在 cgroup 的成员。然后可根据需要将该子任务移动到不同的 cgroup 中，但开始时它总是继承其父任务的 cgroup。

图 1 所示的 CGroup 层级关系显示，CPU 和 Memory 两个子系统有自己独立的层级系统，而又通过 Task Group 取得关联关系。

CGroup 特点 在 cgroups 中，任务就是系统的一个进程。 控制族群（control group）。控制族群就是一组按照某种标准划分的进程。Cgroups 中的资源控制都是以控制族群为单位实现。一个进程可以加入到某个控制族群，也从一个进程组迁移到另一个控制族群。一个进程组的进程可以使用 cgroups 以控制族群为单位分配的资源，同时受到 cgroups 以控制族群为单位设定的限制。 层级（hierarchy）。控制族群可以组织成 hierarchical 的形式，既一颗控制族群树。控制族群树上的子节点控制族群是父节点控制族群的孩子，继承父控制族群的特定的属性。 子系统（subsytem）。一个子系统就是一个资源控制器，比如 cpu 子系统就是控制 cpu 时间分配的一个控制器。子系统必须附加（attach）到一个层级上才能起作用，一个子系统附加到某个层级以后，这个层级上的所有控制族群都受到这个子系统的控制。

子系统的介绍 blkio -- 这个子系统为块设备设定输入/输出限制，比如物理设备（磁盘，固态硬盘，USB 等等）。 cpu -- 这个子系统使用调度程序提供对 CPU 的 cgroup 任务访问。 cpuacct -- 这个子系统自动生成 cgroup 中任务所使用的 CPU 报告。 cpuset -- 这个子系统为 cgroup 中的任务分配独立 CPU（在多核系统）和内存节点。 devices -- 这个子系统可允许或者拒绝 cgroup 中的任务访问设备。 freezer -- 这个子系统挂起或者恢复 cgroup 中的任务。 memory -- 这个子系统设定 cgroup 中任务使用的内存限制，并自动生成由那些任务使用的内存资源报告。 net_cls -- 这个子系统使用等级识别符（classid）标记网络数据包，可允许 Linux 流量控制程序（tc）识别从具体 cgroup 中生成的数据包。

如图 2 所示，CGroup 技术可以被用来在操作系统底层限制物理资源，起到 Container 的作用。图中每一个 JVM 进程对应一个 Container Cgroup 层级，通过 CGroup 提供的各类子系统，可以对每一个 JVM 进程对应的线程级别进行物理限制，这些限制包括 CPU、内存等等许多种类的资源。下一部分会具体对应用程序进行 CPU 资源隔离进行演示。

cgroup的安装 其实安装很简单，最佳实践就是yum直接安装（centos下）

配置文件

cgroup section的语法格式如下: group {       []        {          = ;          …       }        …}

其中： name: 指定cgroup的名称 permissions：可选项，指定cgroup对应的挂载点文件系统的权限，root用户拥有所有权限。 controller：子系统的名称 param name 和 param value：子系统的属性及其属性值

1.1 修改cgconfig.conf文件

1.2 配置文件的部分解释 cpu：cpu使用时间限额 cpu.cfs_period_us和cpu.cfs_quota_us来限制该组中的所有进程在单位时间里可以使用的cpu时间。这里的cfs是完全公平调度器的缩写。cpu.cfs_period_us就是时间周期(微秒)，默认为100000，即百毫秒。cpu.cfs_quota_us就是在这期间内可使用的cpu时间(微秒)，默认-1，即无限制。(cfs_quota_us是cfs_period_us的两倍即可限定在双核上完全使用)。cpuset：cpu绑定 我们限制该组只能在0一共1个超线程上运行。cpusems是用来设置内存节点的。 本例限制使用超线程0上的第四个cpu线程。 其实cgconfig也就是帮你把配置文件中的配置整理到/cgroup/cpuset这个目录里面，比如你需要动态设置mysql_group1/ cpuset.cpus的CPU超线程号，可以采用如下的办法。 [root@bastion-IDC ~]# echo "0" > mysql_group1/ cpuset.cpuscpuacct：cpu资源报告 memory：内存限制  内存限制我们主要限制了MySQL可以使用的内存最大大小memory.limit_in_bytes=256M。而设置swappiness为0是为了让操作系统不会将MySQL的内存匿名页交换出去。blkio：BLOCK IO限额 blkio.throttle.read_bps_device="8:0 524288"; #每秒读数据上限 blkio.throttle.write_bps_device="8:0 524288"; #每秒写数据上限 其中8:0对应主设备号和副设备号，可以通过ls -l /dev/sda查看 [root@bastion-IDC ~]# ls -l /dev/sda  brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Sep 15 04:19 /dev/sda

1.3 拓展知识 现在较新的服务器CPU都是numa结构，使用numactl --hardware可以看到numa各个节点的CPU超线程号，以及对应的节点号。

本例结果如下： [root@bastion-IDC ~]# numactl --hardware  available: 1 nodes (0)  node 0 cpus: 0 1 2 3  node 0 size: 1023 MB  node 0 free: 68 MB  node distances:  node 0  0: 10 以下是较高端服务器的numa信息，仅作参考 [root@bastion-IDC ~]# numactl --hardware  available: 4 nodes (0-3)  node 0 cpus: 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60  node 0 size: 16338 MB  node 0 free: 391 MB  node 1 cpus: 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61  node 1 size: 16384 MB  node 1 free: 133 MB  node 2 cpus: 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62  node 2 size: 16384 MB  node 2 free: 137 MB  node 3 cpus: 3 7 11 15 19 23 27 31 35 39 43 47 51 55 59 63  node 3 size: 16384 MB  node 3 free: 186 MB  node distances:  node 0 1 2 3  0: 10 20 30 20  1: 20 10 20 30  2: 30 20 10 20  3: 20 30 20 10

1.4 修改cgrules.conf文件 [root@bastion-IDC ~]# vim /etc/cgrules.conf  # /etc/cgrules.conf  #The format of this file is described in cgrules.conf(5)  #manual page.  #  # Example:  #   #@student cpu,memory usergroup/student/  #peter cpu test1/  #% memory test2/  *:/usr/local/mysql/bin/mysqld * mysql_g1  注：共分为3个部分，分别为需要限制的实例，限制的内容（如cpu，memory），挂载目标。

[root@bastion-IDC ~]# /etc/init.d/cgconfig restart  Stopping cgconfig service: [ OK ]  Starting cgconfig service: [ OK ]  [root@localhost ~]# /etc/init.d/cgred restart  Stopping CGroup Rules Engine Daemon... [ OK ]  Starting CGroup Rules Engine Daemon: [ OK ]  注：重启顺序为cgconfig -> cgred ，更改配置文件后两个服务需要重启，且顺序不能错。

[root@bastion-IDC ~]# ps -eo pid,cgroup,cmd | grep -i mysqld  29871 blkio:/;net_cls:/;freezer:/;devices:/;memory:/;cpuacct:/;cpu:/;cpuset:/ /bin/sh ./bin/mysqld_safe --defaults-file=/etc/my.cnf --basedir=/usr/local/mysql/ --datadir=/usr/local/mysql/data/ 30219 blkio:/;net_cls:/;freezer:/;devices:/;memory:/;cpuacct:/;cpu:/;cpuset:/mysql_g1 /usr/local/mysql/bin/mysqld --defaults-file=/etc/my.cnf --basedir=/usr/local/mysql/ --datadir=/usr/local/mysql/data/ --plugin-dir=/usr/local/mysql//lib/plugin --user=mysql --log-error=/usr/local/mysql/data//localhost.localdomain.err --pid-file=/usr/local/mysql/data//localhost.localdomain.pid --socket=/tmp/mysql.sock --port=3306 30311 blkio:/;net_cls:/;freezer:/;devices:/;memory:/;cpuacct:/;cpu:/;cpuset:/ grep -i mysqld

使用mysqlslap对mysql进行压力测试，看mysql使用资源是否超过限制

4.1 在shell窗口1用mysqlslap对mysql进行压力测试 [root@bastion-IDC ~]# /usr/local/mysql/bin/mysqlslap --defaults-file=/etc/my.cnf --concurrency=150 --iterations=1 --number-int-cols=8 --auto-generate-sql --auto-generate-sql-load-type=mixed --engine=innodb --number-of-queries=100000 -ujesse -pjesse --number-char-cols=35 --auto-generate-sql-add-autoincrement --debug-info -P3306 -h127.0.0.1

4.2 在shell窗口2查看mysql对cpu，内存的使用

可见：cpu限制在了第四个核心上，且对第四个核心的使用限制在50%。

4.3 在shell窗口3查看io的消耗

可见：mysql对io的读及写消耗均限制在2M每秒以内。

还原配置文件/etc/cgconfig.conf及/etc/cgrules.conf 为默认配置。测试实例依然为mysql，测试工具为mysqlslap。

开启cgconfig及cgrules 服务 [root@bastion-IDC ~]# /etc/init.d/cgconfig restart  Stopping cgconfig service: [ OK ]  Starting cgconfig service: [ OK ]  [root@localhost /]# /etc/init.d/cgred restart  Stopping CGroup Rules Engine Daemon... [ OK ]  Starting CGroup Rules Engine Daemon: [ OK ]

开启mysqlslap压力测试程序 [root@localhost /]# /usr/local/mysql/bin/mysqlslap --defaults-file=/etc/my.cnf --concurrency=150 --iterations=1 --number-int-cols=8 --auto-generate-sql --auto-generate-sql-load-type=mixed --engine=innodb --number-of-queries=100000 -ujesse -pjesse --number-char-cols=35 --auto-generate-sql-add-autoincrement --debug-info -P3306 -h127.0.0.1

通过htop查看资源消耗。

限制mysql使用一个核，如第2个核，且对该核的使用不超过50% [root@bastion-IDC ~]# mkdir -p /cgroup/cpu/foo/  [root@bastion-IDC ~]# mkdir -p /cgroup/cpuset/foo/  [root@bastion-IDC ~]# echo 50000 > /cgroup/cpu/foo/cpu.cfs_quota_us  [root@bastion-IDC ~]# echo 100000 > /cgroup/cpu/foo/cpu.cfs_period_us  [root@bastion-IDC ~]# echo "0" > /cgroup/cpuset/foo/cpusems  [root@bastion-IDC ~]# echo "1" > /cgroup/cpuset/foo/cpuset.cpus  [root@bastion-IDC ~]# echo 28819 > /cgroup/cpu/foo/tasks

其中：28819为mysqld的进程号。

限制mysql使用内存为不超过512M 跑一个消耗内存脚本

内存的消耗在不断增加，对其进行限制，使其使用内存在500M以内 [root@bastion-IDC ~]# mkdir -p /cgroup/memory/foo  [root@bastion-IDC ~]# echo 524288000 > /cgroup/memory/foo/memory.limit_in_bytes  [root@bastion-IDC ~]# echo 44476 > /cgroup/memory/foo/tasks

内存使用得到了有效控制。

跑一个消耗IO的测试 [root@bastion-IDC ~]# dd if=/dev/sda of=/dev/null  通过iotop看io占用情况，磁盘读取速度到了50M/s

  限制读取速度为10M/S

[root@bastion-IDC ~]# mkdir -p /cgroup/blkio/foo  [root@bastion-IDC ~]# echo '8:0 10485760' > /cgroup/blkio/foo/blkio.throttle.read_bps_device [root@bastion-IDC ~]# echo 45033 > /cgroup/blkio/foo/tasks  注1:45033为dd的进程号 注2：8:0对应主设备号和副设备号，可以通过ls -l /dev/sda查看 [root@bastion-IDC ~]# ls -l /dev/sda  brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Sep 15 04:19 /dev/sda

使用cgroup临时对进程进行调整，直接通过命令即可，如果要持久化对进程进行控制，即重启后依然有效，需要写进配置文件/etc/cgconfig.conf及/etc/cgrules.conf 

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 Linux资源控制-CPU和内存 http://www.cnblogs.com/wang_yb/p/3942208.html 主要介绍Linux下， 如果对进程的CPU和内存资源的使用情况进行控制的方法。   CPU资源控制 每个进程能够占用CPU多长时间, 什么时候能够占用CPU是和系统的调度密切相关的. Linux系统中有多种调度策略, 各种调度策略有其适用的场景, 也很难说哪种调度策略是最优的. Linux的调度策略可以参见代码: include/linux/sched.h /*  * Scheduling policies  */ #define SCHED_NORMAL        0 #define SCHED_FIFO        1 #define SCHED_RR        2 #define SCHED_BATCH        3 /* SCHED_ISO: reserved but not implemented yet */ #define SCHED_IDLE        5 /* Can be ORed in to make sure the process is reverted back to SCHED_NORMAL on fork */ #define SCHED_RESET_ON_FORK     0x40000000   Linux 系统也提供了修改调度策略的命令和系统调用接口. 调用接口请查询相关文档, 这里主要介绍一下修改调度策略的命令 - chrt. # 在一个终端中执行 sleep 1000 # 打开另一个终端 ps -ef | grep sleep  # 找出 sleep 1000 的pid, 这里假设是 1234 chrt -p 1234         # 可以查看 pid=1234 的进程的 调度策略, 输入如下:       pid 1234's current scheduling policy: SCHED_OTHER       pid 1234's current scheduling priority: 0 chrt -p -f 10 1234   # 修改调度策略为 SCHED_FIFO, 并且优先级为10 chrt -p 1234         # 再次查看调度策略       pid 1234's current scheduling policy: SCHED_FIFO       pid 1234's current scheduling priority: 10   补充:     chrt 也可以直接指定一条命令, 并设置这条命令的优先级的调度策略, 具体查看 chrt --help     查看一个进程的调度策略, 除了使用 chrt 命令之外, 还可以 cat /proc//sched   实时进程的CPU控制 所谓的实时进程, 也就是那些对响应时间要求比较高的进程. 这类进程需要在限定的时间内处理用户的请求, 因此, 在限定的这段时间内, 需要占用所有CPU资源, 并且不能被其它进程打断. 在这种情况下, 如果实时进程中出现了类似死循环之类的情况, 就会导致整个系统无响应. 因为实时进程的CPU优先级高, 并且未处理完之前是不会释放CPU资源的.   所以, 内核中需要有一种方式来限制实时进程的CPU资源占用.   系统整体设置 1. 获取当前系统的设置 sysctl -n kernel.sched_rt_period_us   # 实时进程调度的单位CPU时间 1 秒 1000000 sysctl -n kernel.sched_rt_runtime_us  # 实时进程在 1 秒中实际占用的CPU时间, 0.95秒 950000 这个设置说明实时进程在运行时并不是完全占用CPU的, 每1秒中有0.05秒的时间可以给其它进程运行. 这样既不会对实时进程的响应时间造成太大的影响, 也避免了实时进程卡住时导致整个系统无响应.   2. 设置实时进程占用CPU时间 上面的默认设置中, 实时进程占用 95% 的CPU时间. 如果觉得占用的太多或太少, 都是可以调整的.比如: sysctl -w kernel.sched_rt_runtime_us=900000    # 设置实时进程每1秒中只占0.9秒的CPU时间 kernel.sched_rt_runtime_us = 900000 sysctl -n kernel.sched_rt_runtime_us  900000   cgroup 中的设置 整体设置是针对整个系统的, 我们也可以通过 cgroup 来对一组进程的CPU资源进行控制. 如果想在 cgroup 中对 sched_rt_period_us 和 sched_rt_runtime_us 进行控制, 需要内核编译选项 CONFIG_RT_GROUP_SCHED=y 查看当前系统的内核编译选项方法如下: (debian 7.6 系统) cat /boot/config-`uname -r` 查看 CONFIG_RT_GROUP_SCHED 是否启用 cat /boot/config-`uname -r` | grep -i rt_group # CONFIG_RT_GROUP_SCHED is not set debian 7.6 默认没有启动这个选项, 所以挂载cgroup之后, 没有设置 sched_rt_period_us 和 sched_rt_runtime_us 的文件 mkdir /mnt/cgroup mount -t cgroup cgroup /mnt/cgroup/ cd /mnt/cgroup/ ls -l total 0 -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.io_merged -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.io_queued -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.io_service_bytes -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.io_serviced -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.io_service_time -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.io_wait_time --w------- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.reset_stats -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.sectors -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.time -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.weight -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 blkio.weight_device -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cgroup.clone_children --w--w--w- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cgroup.event_control -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cgroup.procs -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpuacct.stat -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpuacct.usage -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpuacct.usage_percpu -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpuset.cpu_exclusive -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpuset.cpus -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpusem_exclusive -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpusem_hardwall -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpusemory_migrate -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpusemory_pressure -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpusemory_pressure_enabled -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpusemory_spread_page -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpusemory_spread_slab -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpusems -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpuset.sched_load_balance -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpuset.sched_relax_domain_level -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 cpu.shares --w------- 1 root root 0 Aug 28 09:06 devices.allow --w------- 1 root root 0 Aug 28 09:06 devices.deny -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 devices.list -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 net_cls.classid -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 notify_on_release -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 release_agent -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:06 tasks   果然, 只有cpu.share, 没有 cpu.sched_rt_period_us 和 cpu.sched_rt_runtime_us 没办法, 重新编译内核, 编译内核的具体方法参见:  编译Linux内核 为了节约时间, 我们用 make localmodconfig 来创建 .config 文件, 然后修改其中的 CONFIG_RT_GROUP_SCHED=y 下载源码等等参见: 编译Linux内核, 主要步骤如下: cd /path/to/linux-source-3.2 make localmodconfig vim .config   # 设置 CONFIG_RT_GROUP_SCHED=y 并保存 make make modules_install make install reboot      # 重启之前看看 /boot/grub/grub.cfg 中, 默认启动的是不是新安装的内核   启动到新内核, 再次查看内核选项 CONFIG_RT_GROUP_SCHED 是否启用 cat /boot/config-`uname -r` | grep -i rt_group CONFIG_RT_GROUP_SCHED=y       # 已启用   再次挂载 cgroup 文件系统, 发现多了2个配置文件, cpu.rt_period_us 和 cpu.rt_runtime_us mount -t cgroup cgroup /mnt/cgroup/ cd /mnt/cgroup/ ls -l total 0 -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.io_merged -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.io_queued -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.io_service_bytes -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.io_serviced -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.io_service_time -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.io_wait_time --w------- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.reset_stats -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.sectors -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.time -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.weight -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 blkio.weight_device -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cgroup.clone_children --w--w--w- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cgroup.event_control -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cgroup.procs -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpuacct.stat -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpuacct.usage -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpuacct.usage_percpu -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpu.rt_period_us -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpu.rt_runtime_us -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpuset.cpu_exclusive -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpuset.cpus -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpusem_exclusive -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpusem_hardwall -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpusemory_migrate -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpusemory_pressure -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpusemory_pressure_enabled -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpusemory_spread_page -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpusemory_spread_slab -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpusems -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpuset.sched_load_balance -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpuset.sched_relax_domain_level -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 cpu.shares --w------- 1 root root 0 Aug 28 09:53 devices.allow --w------- 1 root root 0 Aug 28 09:53 devices.deny -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 devices.list -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 net_cls.classid -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 notify_on_release -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 release_agent -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 09:53 tasks cat cpu.rt_period_us  1000000 cat cpu.rt_runtime_us  950000   通过配置 cpu.rt_period_us 和 cpu.rt_runtime_us 就可以对 cgroup 中的进程组中的实时进程进行 CPU使用时间的控制.   资源控制实例 上面主要介绍资源的一些理论基础, 下面通过一些实例演示如果通过 cgroup 来控制进程所使用的 CPU和内存 资源. Linux对CPU 和 内存的控制有对应的 cgroup 子系统 cpuset 和 memory   实例: cgroup 中对其中 *子cgroup* 的CPU资源控制 对各个 *子cgroup* 的CPU占用率进行控制主要依靠每个 *子cgroup* 的 cpu.shares 文件 直接用实验过程来说话, 其中加入了一些注释. # 安装需要的软件 apt-get install stress     # 让CPU达到 100% 的压力工具 apt-get install sysstat    # 查看系统CPU, 内存, 磁盘, 网络等资源使用情况的工具   实例1 - 默认情况, A 和 B 各占CPU总资源的 1/2     挂载 cgroup 文件系统 (注意加上 -o cpu 的选项)     在 cgroup中创建 2个子cgroup A 和 B     默认情况下, cgroup A 和 cgroup B 中的 cpu.shares 中的数值都是 1024     在 A 和 B 中用 stress 工具使其 CPU占用率达到 100%     top 命令查看 A 和 B 中进程分别占用的 CPU (应该都是 50%)   # 挂载 cgroup 文件系统 mount -t cgroup -o cpu cgroup /mnt/cgroup/ cd /mnt/cgroup ls -l total 0 -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.io_merged -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.io_queued -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.io_service_bytes -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.io_serviced -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.io_service_time -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.io_wait_time --w------- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.reset_stats -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.sectors -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.time -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.weight -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 blkio.weight_device -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cgroup.clone_children --w--w--w- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cgroup.event_control -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cgroup.procs -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpuacct.stat -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpuacct.usage -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpuacct.usage_percpu -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpuset.cpu_exclusive -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpuset.cpus -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpusem_exclusive -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpusem_hardwall -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpusemory_migrate -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpusemory_pressure -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpusemory_pressure_enabled -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpusemory_spread_page -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpusemory_spread_slab -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpusems -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpuset.sched_load_balance -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpuset.sched_relax_domain_level -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 cpu.shares --w------- 1 root root 0 Aug 28 11:29 devices.allow --w------- 1 root root 0 Aug 28 11:29 devices.deny -r--r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 devices.list -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 net_cls.classid -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 notify_on_release -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 release_agent -rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 28 11:29 tasks # 创建 子cgroup A 和 B mkdir {A,B} cat A/cpu.shares  1024 cat B/cpu.shares  1024 # 在 A 和 B 中分别通过 stress 工具使其CPU使用率达到 100% echo ￥￥ > A/tasks  # 将当前的 SHELL 加入到 cgroup A中 stress -c 2    # 这里-c 2 是因为测试机器是双核, 要在2个核上都产生 100% 的CPU 占用率 # 另外打开一个 shell 窗口, 并将这个shell 加入到 cgroup B中 echo ￥￥ > B/tasks  # 将当前的 SHELL 加入到 cgroup B中 stress -c 2    # 在2个核上都产生 100% 的CPU 占用率 # 再打开一个 shell 窗口, 用top命令查看 CPU占用情况 top top - 14:10:32 up 43 min,  3 users,  load average: 2.31, 1.24, 0.62 Tasks:  78 total,   5 running,  73 sleeping,   0 stopped,   0 zombie %Cpu(s):100.0 us,  0.0 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st KiB Mem:   1887872 total,   114744 used,  1773128 free,    10472 buffers KiB Swap:  3982332 total,        0 used,  3982332 free,    45068 cached  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S  %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                                                                       3350 root      20   0  6524   92    0 R  49.9  0.0   0:08.73 stress                                                                                                                        3351 root      20   0  6524   92    0 R  49.9  0.0   0:08.67 stress                                                                                                                        3353 root      20   0  6524   92    0 R  49.9  0.0   0:07.35 stress                                                                                                                        3354 root      20   0  6524   92    0 R  49.9  0.0   0:07.36 stress                     # 查看这 4 个stress 进程是否分别属于 A 和 B cat /mnt/cgroup/A/tasks  2945 3349 3350   /mnt/cgroup/B/cpuset.cpus cat /mnt/cgroup/B/cpuset.cpus 1 stress -c 2 # 在 A组的 shell 窗口中执行以下命令 stress -c 2 # 在第3个shell窗口中用top命令查看执行结果 top top - 15:20:07 up  1:53,  3 users,  load average: 0.38, 0.83, 0.56 Tasks:  78 total,   5 running,  73 sleeping,   0 stopped,   0 zombie %Cpu(s):100.0 us,  0.0 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st KiB Mem:   1887872 total,   117340 used,  1770532 free,    11168 buffers KiB Swap:  3982332 total,        0 used,  3982332 free,    47088 cached   PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S  %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                                                                        3854 root      20   0  6524   88    0 R  49.9  0.0   0:03.76 stress                                                                                                                         3857 root      20   0  6524   92    0 R  49.9  0.0   0:02.29 stress                                                                                                                         3858 root      20   0  6524   92    0 R  49.9  0.0   0:02.29 stress                                                                                                                         3855 root      20   0  6524   88    0 R  49.6  0.0   0:03.76 stress 果然, 和预期一致. A组中的 stress 和 B组中的 stress 在各自的物理CPU上都占用了 100% 左右的CPU使用率.   实例4 - cgroup 对使用的内存的控制 cgroup 对内存的控制也很简单, 只要挂载cgroup时, 指定 -o memory # 首先之前挂载的 cpuset 子系统 umount /mnt/cgroup # 挂载cgroup 文件系统, 指定 -o memeory mount -o memory -t cgroup memcg /mnt/cgroup/ mount: special device memcg does not exist   出现以上错误的原因可能是因为debian系统中, 默认没有启动 cgroup 的memory子系统. 可以通过以下方法确认: cat /proc/cgroups  #subsys_name    hierarchy    num_cgroups    enabled cpuset    0    1    1 cpu    0    1    1 cpuacct    0    1    1 memory    1    1    0              GRUB_CMDLINE_LINUX="cgroup_enable=memory" # 保存后, 更新grub.cfg update-grub reboot   重启之后, 发现 /proc/cgroups 中的memory已经 enabled, 并且也可以挂载 memcg了 cat /proc/cgroups  #subsys_name    hierarchy    num_cgroups    enabled cpuset    0    1    1 cpu    0    1    1 cpuacct    0    1    1 memory    1    1    1 devices    0    1    1 freezer    0    1    1 net_cls    0    1    1 blkio    0    1    1 perf_event    0    1    1 # 挂载cgroup 的memory子系统 mount -t cgroup -o memory memcg /mnt/cgroup ls -l /mnt/cgroup/   /dev/null; free -m;              total       used       free     shared    buffers     cached Mem:          1843        122       1721          0          9         43 -/+ buffers/cache:         68       1774 Swap:         3888          0       3888              total       used       free     shared    buffers     cached Mem:          1843       1744         99          0         26       1614 -/+ buffers/cache:        104       1739 Swap:         3888          0       3888 # 重启系统 reboot # 挂载 memcg mount -t cgroup -o memory memcg /mnt/cgroup # 创建 组A mkdir /mnt/cgroup/A # 将当前 shell 加入到组A echo ￥￥> /mnt/cgroup/A/tasks # 限制 组A 的内存使用量最大为 10MB echo 10M > /mnt/cgroup/A/memory.limit_in_bytes # 测试限制内存为 10MB 时, 内存的使用情况. rm -rf linux-source-3.2.tar.gz free -m; tar czvf linux-source-3.2.tar.gz /path/to/linux-source-3.2/ > /dev/null; free -m;              total       used       free     shared    buffers     cached Mem:          1843        122       1721          0         10         43 -/+ buffers/cache:         68       1774 Swap:         3888          0       3888              total       used       free     shared    buffers     cached Mem:          1843        194       1649          0         14         48 -/+ buffers/cache:        131       1712 Swap:         3888          0       3888 从上面的结果可以看出限制内存是起了作用的. 不限制内存时, tar 压缩前后 buffer + cache 内存从 (9MB + 43MB) ==> (26MB + 1614MB)  增大了 1588MB 限制内存后, tar 压缩前后 buffer + cache 内存从 (10MB + 43MB) ==> (14MB + 48MB)  增大了 9MB   总结 简单的实验就发现 cgroup 如此强大的控制能力(而且配置也很简单), 这也就难怪LXC等容器技术能如此强大, 如此流行. cgroup 的配置文件很多, 上面的实例中只简单使用了其中的几个配置文件, 如果想深入了解 cgroup, 更好的利用cgroup的话, 还得找个介绍cgroup配置文件的文档来研究一下, 这篇博客提供的内容还远远不够.