Linux中cgroups的基礎(chǔ)知識(shí)

　　Linux下cgroups可用于物理內(nèi)存的控制，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，因?yàn)閏groups中的東西較多，本文就給大家簡(jiǎn)單介紹下Linux cgroups，讓大家對(duì)其有個(gè)初步的了解。

　　從 2.6.24 版本開(kāi)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(xiě)，用來(lái)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(shuō)是資源控制器，用來(lái)調(diào)度某一類(lèi)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(méi)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

　　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(guò)我覺(jué)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。

　　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。

　　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(kāi)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(lái)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(guò)創(chuàng)建目錄來(lái)創(chuàng)建 cgroup。也就是說(shuō)，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(lái)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(lái)說(shuō)，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(hù)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(guò)對(duì)那些文件的讀寫(xiě)來(lái)進(jìn)行的。例如

　　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(shuō)，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(lái)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(xiě)入到相應(yīng)目錄的 tasks 文件即可。如

　　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(shuō)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(xiàn)程。在這里，tasks 中看到的就是線(xiàn)程 id。而 cgroups.procs 中是線(xiàn)程組 id，也就是一般所說(shuō)的進(jìn)程 id 。將一個(gè)一般的 pid 寫(xiě)入到 tasks 中，只有這個(gè) pid 對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程，以及由它產(chǎn)生的其他進(jìn)程、線(xiàn)程會(huì)屬于這個(gè)控制組，原有的其他線(xiàn)程則不會(huì)。而寫(xiě)入 cgroups.procs 會(huì)把當(dāng)前所有的線(xiàn)程都加入進(jìn)去。如果寫(xiě)入 cgroups.procs 的不是一個(gè)線(xiàn)程組 id，而是一個(gè)一般的線(xiàn)程 id，那會(huì)自動(dòng)找到所對(duì)應(yīng)的線(xiàn)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(guò) cat /proc/《pid》/cgroup 查看。

　　要把進(jìn)程移出控制組，把 pid 寫(xiě)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(guò)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(wú)法刪除的。

　　前面都是通過(guò)文件系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)方式來(lái)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(kāi)頭的命令可以用來(lái)管理。其中 cgexec 可以用來(lái)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(guò) man 來(lái)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。

　　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=“$mngyroh${g_path}”

　　if ［ ！ -d “$path” ］; then

　　echo “cg not exists” 》&2

　　continue

　　fi

　　echo “$$” 》“${path}/tasks”

　　done《/p》 《p》exec $*

　　上面就是Linux cgroups的相關(guān)介紹了，cgroups可提供多種功能，本文只介紹了一些cgroups基礎(chǔ)知識(shí)，如果你還想了解更多的cgroups，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注系統(tǒng)之家網(wǎng)站。