使用cgroups控制进程cpu配额

Posted 2023-03-14

参考技术A Linux 下的 cgroups ，全称叫 Control Groups ，最初由Google工程师提出并实现，linux从2.6开始将这个特性纳入内核。cgroups主要对进程按组( Group )进行资源配额的控制，包括CPU、内存、IO等，相比古老的 ulimit ，cgroups更为平滑和易用，成为容器技术（比如 docker ）的基础。

事实上，使用cgroups是非常简单的，几行shell命令就可以。下面以CPU子系统为例，来尝试控制一个进程的CPU利用率。

首先挂载cgroup文件系统：

上面的命令挂载了一个 cpu 子系统，目录为 /cgroup/mave ，名字叫 mave 。cpu子系统用于控制进程的cpu总体占用率，是最常用的子系统。内核会根据配额的设置在调度进程上做出相应的调整。

观察 /cgroup/mave 目录：

这些文件是自动创建出来的，且都跟cpu这个子系统有关。不同的子系统会创建出不同的文件。我们重点关注：

这个文件里面可以写入一个或多个 taskid (pid)， /cgroup/mave 这个组中的配额设置将影响这些task。

表示将cpu时间片分成 100000 份。

表示当前这个组中的task( /cgroup/mave/tasks 中的 taskid )将分配多少比例的cpu时间片。由于是双核cpu，这里就表示最多可以用到 200% 的CPU。

尽管根目录( /cgroup/mave )也可以设置配额，但是习惯上，我们在这个目录下创建一个目录，作为一个 控制组 ，这个控制组可以单独设置配额，而不影响其他 控制组 ：

可以看到，创建的 steam 目录下也会自动创建出一堆cpu子系统相关的文件，几乎和根目录( /cgroup/mave )完全一样。现在我们再来理解一下什么是 hierarchy ：

hierarchy 就是一个带有继承关系的目录层次，每一层形成一个 控制组 ，单独控制其中的task。

采集器进程在不受限制的情况下全速采集，CPU占用率达到 50% ：

将5000写入 cpu.cfs_quota_us ，表示希望CPU占用率控制在(5000/100000=5%)以内：

然后将进程号 30126 写入 tasks ：

观察cpu占用率，瞬间降到 4% 。

可以看到，使用cgroups十分简单，效果很好。然而，进程id并不是每次都保持不变。我们需要一些自动化的机制。上文提到过 libcgroup ，这个库提供了挂载、配置和运行的程序和库。