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linux cgroups詳細(xì)介紹

  發(fā)布時(shí)間：2014-06-11 09:41:31   作者：佚名   我要評(píng)論
這篇文章主要介紹了linux cgroups詳細(xì)介紹,Cgroups是control groups的縮寫，是Linux內(nèi)核提供的一種可以限制、記錄、隔離進(jìn)程組（process groups）所使用的物理資源（如：cpu,memory,IO等等）的機(jī)制

從 2.6.24 版本開始，linux 內(nèi)核提供了一個(gè)叫做 cgroups（控制組）的特性。cgroups 就是 control groups 的縮寫，用來對(duì)一組進(jìn)程所占用的資源做限制、統(tǒng)計(jì)、隔離。也是目前輕量級(jí)虛擬化技術(shù) lxc （linux container）的基礎(chǔ)之一。每一組進(jìn)程就是一個(gè)控制組，也就是一個(gè) cgroup。cgroups 分為幾個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)代表一種設(shè)施或者說是資源控制器，用來調(diào)度某一類資源的使用，如 cpu 時(shí)鐘、內(nèi)存、塊設(shè)備 等。在實(shí)現(xiàn)上，cgroups 并沒有增加新的系統(tǒng)調(diào)用，而是表現(xiàn)為一個(gè) cgroup 文件系統(tǒng)，可以把一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)掛載到某個(gè)目錄。如

復(fù)制代碼
代碼如下:

mount -t cgroup -o cpu cpu /sys/fs/cgroup/cpu

就將 cpu 子系統(tǒng)掛載在了 /sys/fs/cgroup/cpu 。也可以在一個(gè)目錄上掛載多個(gè)子系統(tǒng)，甚至全部掛載到一個(gè)目錄也是可以的，不過我覺得，把每個(gè)子系統(tǒng)都掛載在不同目錄會(huì)有更好的靈活性。用 mount|awk '$5=="cgroup" {print $0}' 可以看到當(dāng)前掛載的控制組。用 cat /proc/cgroups 可以看到當(dāng)前所有控制組的狀態(tài)。下面這個(gè)腳本，可以把全部子系統(tǒng)各種掛載到各自的目錄上去。

復(fù)制代碼
代碼如下:

#!/bin/bash</p> <p>cgroot="${1:-/sys/fs/cgroup}"
subsys="${2:-blkio cpu cpuacct cpuset devices freezer memory net_cls net_prio ns perf_event}"</p> <p>mount -t tmpfs cgroup_root "${cgroot}"
for ss in $subsys; do
mkdir -p "$cgroot/$ss"
mount -t cgroup -o "$ss" "$ss" "$cgroot/$ss"
done

看看那些目錄里都有些啥，比如 ls 一下 /sys/fs/cgroup/cpu。

復(fù)制代碼
代碼如下:

cgroup.event_control cpu.cfs_period_us cpu.rt_period_us cpu.shares notify_on_release tasks
cgroup.procs cpu.cfs_quota_us cpu.rt_runtime_us cpu.stat release_agent

其中 “cpu.” 開頭的就是這個(gè)子系統(tǒng)里特有的東西。其他的那些是每個(gè)子系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)目錄里都有的。這些文件就是用來讀取資源使用信息和進(jìn)行資源限制的。要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)控制組，就在需要的子系統(tǒng)里創(chuàng)建一個(gè)目錄即可。如 mkdir /sys/fs/cgroup/cpu/foo 就創(chuàng)建了一個(gè) /foo 的控制組。在新建的目錄里就會(huì)出現(xiàn)同樣一套文件。在這個(gè)目錄里，也一樣可以繼續(xù)通過創(chuàng)建目錄來創(chuàng)建 cgroup。也就是說，cgroup 是可以和目錄結(jié)構(gòu)一樣有層次的。對(duì)與每個(gè)子系統(tǒng)掛載點(diǎn)點(diǎn)目錄，就相當(dāng)于根目錄。每一條不同的路徑就代表了一個(gè)不同的 cgroup。在不同的子系統(tǒng)里，路徑相同就代表了同一個(gè)控制組。如，在 cpu、memory 中都有 foo/bar 目錄，就可以用 那 /foo/bar 來操作 cpu、memory 兩個(gè)子系統(tǒng)。對(duì)于同一個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)進(jìn)程都屬于且只屬于一個(gè) cgroup，默認(rèn)是在根 cgroup。層次結(jié)構(gòu)方便了控制組的組織和管理，對(duì)于某些配置項(xiàng)來說，層次結(jié)構(gòu)還和資源分配有關(guān)。另外，也可以修改某個(gè)目錄的 owner ，讓非 root 用戶也能操作某些特定的安全組。

cgroups 的設(shè)置和信息讀取是通過對(duì)那些文件的讀寫來進(jìn)行的。例如

復(fù)制代碼
代碼如下:

# echo 2048 >/sys/fs/cgroup/cpu/foo/cpu.shares

就把 /foo 這個(gè)控制組的 cpu.shares 參數(shù)設(shè)為了 2048。

前面說，有些文件是每個(gè)目錄里共有的。那些就是通用的設(shè)置。其中，tasks 和 cgroups.procs 是用來管理控制組中的進(jìn)程的。要把一個(gè)進(jìn)程加入到某個(gè)控制組，把 pid 寫入到相應(yīng)目錄的 tasks 文件即可。如

復(fù)制代碼
代碼如下:

# echo 5678 >/sys/fs/cgroup/cpu/foo/tasks

就把 5678 進(jìn)程加入到了 /foo 控制組。那么 tasks 和 cgroups.procs 有什么區(qū)別呢？前面說的對(duì)“進(jìn)程”的管理限制其實(shí)不夠準(zhǔn)確。系統(tǒng)對(duì)任務(wù)調(diào)度的單位是線程。在這里，tasks 中看到的就是線程 id。而 cgroups.procs 中是線程組 id，也就是一般所說的進(jìn)程 id 。將一個(gè)一般的 pid 寫入到 tasks 中，只有這個(gè) pid 對(duì)應(yīng)的線程，以及由它產(chǎn)生的其他進(jìn)程、線程會(huì)屬于這個(gè)控制組，原有的其他線程則不會(huì)。而寫入 cgroups.procs 會(huì)把當(dāng)前所有的線程都加入進(jìn)去。如果寫入 cgroups.procs 的不是一個(gè)線程組 id，而是一個(gè)一般的線程 id，那會(huì)自動(dòng)找到所對(duì)應(yīng)的線程組 id 加入進(jìn)去。進(jìn)程在加入一個(gè)控制組后，控制組所對(duì)應(yīng)的限制會(huì)即時(shí)生效。想知道一個(gè)進(jìn)程屬于哪些控制組，可以通過 cat /proc/<pid>/cgroup 查看。

要把進(jìn)程移出控制組，把 pid 寫入到根 cgroup 的 tasks 文件即可。因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程都屬于且只屬于一個(gè) cgroup，加入到新的 cgroup 后，原有關(guān)系也就解除了。要?jiǎng)h除一個(gè) cgroup，可以用 rmdir 刪除相應(yīng)目錄。不過在刪除前，必須先讓其中的進(jìn)程全部退出，對(duì)應(yīng)子系統(tǒng)的資源都已經(jīng)釋放，否則是無法刪除的。

前面都是通過文件系統(tǒng)訪問方式來操作 cgroups 的。實(shí)際上，也有一組命令行工具。

lssubsys -am 可以查看各子系統(tǒng)的掛載點(diǎn)，還有一組“cg”開頭的命令可以用來管理。其中 cgexec 可以用來直接在某些子系統(tǒng)中的指定控制組運(yùn)行一個(gè)程序。如 cgexec -g "cpu,blkio:/foo" bash 。其他的命令和具體的參數(shù)可以通過 man 來查看。

下面是個(gè) bash 版的 cgexec，演示了 cgroups 的用法，也可以在不確定是否安裝命令行工具的情況下使用。

復(fù)制代碼
代碼如下:

#!/bin/bash</p> <p># usage:
# ./cgexec.sh cpu:g1,memory:g2/g21 sleep 100</p> <p>blkio_dir="/sys/fs/cgroup/blkio"
memory_dir="/sys/fs/cgroup/memory"
cpuset_dir="/sys/fs/cgroup/cpuset"
perf_event_dir="/sys/fs/cgroup/perf_event"
freezer_dir="/sys/fs/cgroup/freezer"
net_cls_dir="/sys/fs/cgroup/net_cls"
cpuacct_dir="/sys/fs/cgroup/cpuacct"
cpu_dir="/sys/fs/cgroup/cpu"
hugetlb_dir="/sys/fs/cgroup/hugetlb"
devices_dir="/sys/fs/cgroup/devices"</p> <p>groups="$1"
shift</p> <p>IFS=',' g_arr=($groups)
for g in ${g_arr[@]}; do
IFS=':' g_info=($g)
if [ ${#g_info[@]} -ne 2 ]; then
echo "bad arg $g" >&2
continue
fi
g_name=${g_info[0]}
g_path=${g_info[1]}
if [ "$g_path" == "${g_path#/}" ]; then
g_path="/$g_path"
fi
echo $g_name $g_path
var="${g_name}_dir"
d=${!var}
if [ -z "$d" ]; then
echo "bad cg name $g_name" >&2
continue
fi
path="$vvxyksv9kd${g_path}"
if [ ! -d "$path" ]; then
echo "cg not exists" >&2
continue
fi
echo "$$" >"${path}/tasks"
done</p> <p>exec $*

cgroups 中的東西很多，本來打算只寫一篇的，后來覺著還是分成幾篇說得更明白些。之后還會(huì)寫一些具體使用的東西。

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