Linux CGroup-CFANZ编程社区

Linux CGroup

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1. 引言
2. Cgroup安装配置
3. Cgroup使用方式
4. CGroup的子系统

1. 引言

我们已经讨论了Linux下命名空间(Namespace)的基本知识，详情请参阅另一篇文章

//搜索：2. Linux命名空间

但是Namespace解决的问题主要是环境隔离的问题，这只是虚拟化中最最基础的一步，我们还需要解决对计算机资源使用上的隔离，例如

1. 进程使用的CPU
2. 进程使用的内存
3. 进程使用的磁盘空间等
//我们需要对进程进行资源利用上的限制或控制。这就是Linux Cgroup

Linux CGroup全称Linux Control Group，是Linux内核的一个功能，用来限制，控制与分离一个进程组群的资源(如CPU、内存、磁盘输入输出等)。这个项目最早是由Google的工程师在2006年发起(主要是Paul Menage和Rohit Seth)，最早的名称为进程容器(process containers)。在2007年时，因为在Linux内核中，容器(container)这个名词太过广泛，为避免混乱，被重命名为cgroup，并且被合并到2.6.24版的内核中去。然后，其它开始了他的发展
Linux CGroupCgroup 可让您为系统中所运行任务(进程)的用户定义组群分配资源 — 比如 CPU 时间、系统内存、网络带宽或者这些资源的组合。您可以监控您配置的 cgroup，拒绝 cgroup 访问某些资源，甚至在运行的系统中动态配置您的 cgroup，主要提供了如下功能

1. Resource limitation: 限制资源使用，比如内存使用上限以及文件系统的缓存限制 
2. Prioritization: 优先级控制，比如：CPU利用和磁盘IO吞吐 
3. Accounting: 一些审计或一些统计，主要目的是为了计费 
4. Control: 挂起进程，恢复执行进程

使用 cgroup，系统管理员可更具体地控制对系统资源的分配、优先顺序、拒绝、管理和监控。可更好地根据任务和用户分配硬件资源，提高总体效率。
在实践中，系统管理员一般会利用CGroup做下面这些事(有点像为某个虚拟机分配资源似)

1. 隔离一个进程集合(比如：nginx的所有进程)，并限制他们所消费的资源，比如绑定CPU的核
2. 为这组进程 分配其足够使用的内存
3. 为这组进程分配相应的网络带宽和磁盘存储限制
4. 限制访问某些设备(通过设置设备的白名单)

2. Cgroup安装配置

0x1: 安装cgroup

apt-get

Relevant Link:

3. Cgroup使用方式

0x1: 为cgroup分配限制的资源

Linux把CGroup这个事实现成了一个file system，管理员可以mount。在Ubuntu 14.04下，输入以下命令你就可以看到cgroup已经mount好了
//或者使用lssubsys命令
lssubsys  -m

cpuset /sys/fs/cgroup/cpuset
cpu /sys/fs/cgroup/cpu
cpuacct /sys/fs/cgroup/cpuacct
memory /sys/fs/cgroup/memory
devices /sys/fs/cgroup/devices
freezer /sys/fs/cgroup/freezer
blkio /sys/fs/cgroup/blkio
perf_event /sys/fs/cgroup/perf_event
hugetlb /sys/fs/cgroup/hugetlb

我们可以看到，在/sys/fs下有一个cgroup的目录，这个目录下还有很多子目录，比如： cpu，cpuset，memory，blkio……这些，这些都是cgroup的子系统。分别用于干不同的事的
首先明白下，是先挂载子系统，然后才有control group的

1. 如想限制某些进程的资源，那么，先挂载memory子系统
2. 然后在memory子系统中创建一个cgroup节点
3. 在这个节点中，将需要控制的进程id写入，并且将控制的属性写入

0x2: 查看cgroup的配置文件

cat /etc/cgconfig.conf
//or

看到memory子系统是挂载在目录/sys/fs/cgroup/memory

0x3: 使用Cgroup限制进程的CPU份额

deadloop.c

int main(void)
{
    int i = 0;
    for(;;) i++;
    return 0;
}
//gcc deadloop.c -o deadloop

Linux CGroup_html

使用cgroup限制CPU使用资源

cd /sys/fs/cgroup/cpu/
mkdir just4fun
cat /sys/fs/cgroup/cpu/just4fun/cpu.cfs_quota_us 
echo 20000 > /sys/fs/cgroup/cpu/just4fun/cpu.cfs_quota_us

//把需要限制的进程添加到这个cgroup中
ps -ef | grep deadloop
echo 1746

Linux CGroup_linux_02

Relevant Link:

http://coolshell.cn/articles/17049.html

4. CGroup的子系统

1. 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)
2. cpu — 这个子系统使用调度程序提供对 CPU 的 cgroup 任务访问 
3. cpuacct — 这个子系统自动生成 cgroup 中任务所使用的 CPU 报告
4. 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
5. devices — 这个子系统可允许或者拒绝 cgroup 中的任务访问设备 
6. freezer — 这个子系统挂起或者恢复 cgroup 中的任务 
7. memory — 这个子系统设定 cgroup 中任务使用的内存限制，并自动生成内存资源使用报告 
8. 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 
9. net_prio — 这个子系统用来设计网络流量的优先级
10. hugetlb — 这个子系统主要针对于HugeTLB系统进行限制，这是一个大页文件系统