CGroup系列二CGroup管理模式

Posted 2022-04-06 高桐@BILL

写在前面

        我们可以通过静态、动态的方式来配置cgroup以达到管控系统资源的目的。静态的方式就是在系统启动时通过系统服务挂载cgroup并加载cgroup配置策略。动态的方式就是根据系统运行时场景实时调整cgroup配置策略。

一、CGroup管理模式

        CGroup是分层管理的，类似进程。子层级会继承父层级cgroup的属性。

        Linux系统中的所有进程都是通用父进程init的子进程，该进程在引导时由内核执行并启动其他进程。所有进程都归结到一个父进程，所以Linux进程管理模式都是一个单一层级结构，或树结构。另外，init之外的每个Linux进程都会集成其父进程的环境和某些属性。

        那么CGroup与Linux的进程管理模式由相似之处，主要体现在以下两点：

• CGroup同样分级
• 子CGroup会继承父CGroup的某些属性

        不同之处在于cgroup不是单一树模式，可能是多个树并行的。这里可能不太好理解。如前面所述，CGroup支持多达十几个子系统，那么如果所有的子系统都合并挂载到一个层级上，我们可以直接用Linux系统中init进程管理模式来理解没问题的。但是大多数情况下，可能会有多个层级存在。最极端的情况下， 一个子系统就独立附加到一个层级上去。

        以Ubuntu 18.04为例，如下图：

         如上图，有多达13个层级，cpu子系统和cpuacct子系统合并挂载到了”cpu，cpuacct”层级中。每个层级都是一个独立的树结构。如果不理解没关系，读完本系列自然一目了然。

二、CGroup默认层级

默认情况下，systemd会自动创建slice，scope和service单位的层级，来为cgroup树提供统一结构。systemd也会自动为/sys/fs/cgroup/目录中重要的kernel子系统挂载层级。

系统中运行的所有进程，都是systemd init进程的子进程。这些进程类型大体上份为3类进程，分别是service、scope和slice。

2.1 service

一个或一组进程，由systemd根据unit配置文件启动。根据需求service对指定进程进行封装，可以作为一个整体来启动或者停止。命名方式如下：

name.service

2.2 scope

一组外部创建的进程，通过fork(）函数启动，停止，之后被systemd在运行时注册的进程。这些进程会被标记为scope。如用户会话、容器和虚拟机等。

name.scope

2.3 slice

指按层级排列的类型。slice并不包含进程，但会创建一个层级，并将scope和service都放在其中。真正的进程包含在scope和service中。

parent-name.slice

parent-name-name2.slice

如name.service属于parent-child.slice，会被映射到cgroup parent.slice/parent-child.lsice/name.service中。

系统默认会创建4种slice：

• -.slice —— 根 slice；

• system.slice —— 包含所有系统 service；

• user.slice —— 包含所有用户会话；

• machine.slice —— 包含所有虚拟机和 Linux 容器。

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