Linux之Cgroup

cgroup和namespace类似，也是将进程进行分组，但它的目的和namespace不一样，namespace是为了隔离进程组之间的资源，而cgroup是为了对一组进程进行统一的资源监控和限制。

cgroup分v1和v2两个版本，v1实现较早，功能比较多，但是由于它里面的功能都是零零散散的实现的，所以规划的不是很好，导致了一些使用和维护上的不便，v2的出现就是为了解决v1中这方面的问题，在最新的4.5内核中，cgroup v2声称已经可以用于生产环境了，但它所支持的功能还很有限，随着v2一起引入内核的还有cgroup namespace。v1和v2可以混合使用，但是这样会更复杂，所以一般没人会这样用。

本系列只介绍v1，因为这是目前大家正在用的版本，包括systemd，docker等。如果对v1比较熟悉的话，适应v2也不是问题。

本篇所有例子都在ubuntu-server-x86_64 16.04下执行通过

为什么需要cgroup

在Linux里，一直以来就有对进程进行分组的概念和需求，比如session group， progress group等，后来随着人们对这方面的需求越来越多，比如需要追踪一组进程的内存和IO使用情况等，于是出现了cgroup，用来统一将进程进行分组，并在分组的基础上对进程进行监控和资源控制管理等。

什么是cgroup

术语cgroup在不同的上下文中代表不同的意思，可以指整个Linux的cgroup技术，也可以指一个具体进程组。

cgroup是Linux下的一种将进程按组进行管理的机制，在用户层看来，cgroup技术就是把系统中的所有进程组织成一颗一颗独立的树，每棵树都包含系统的所有进程，树的每个节点是一个进程组，而每颗树又和一个或者多个subsystem关联，树的作用是将进程分组，而subsystem的作用就是对这些组进行操作。cgroup主要包括下面两部分：

subsystem 一个subsystem就是一个内核模块，他被关联到一颗cgroup树之后，就会在树的每个节点（进程组）上做具体的操作。subsystem经常被称作"resource controller"，因为它主要被用来调度或者限制每个进程组的资源，但是这个说法不完全准确，因为有时我们将进程分组只是为了做一些监控，观察一下他们的状态，比如perf_event subsystem。到目前为止，Linux支持12种subsystem，比如限制CPU的使用时间，限制使用的内存，统计CPU的使用情况，冻结和恢复一组进程等，后续会对它们一一进行介绍。
hierarchy 一个hierarchy可以理解为一棵cgroup树，树的每个节点就是一个进程组，每棵树都会与零到多个subsystem关联。在一颗树里面，会包含Linux系统中的所有进程，但每个进程只能属于一个节点（进程组）。系统中可以有很多颗cgroup树，每棵树都和不同的subsystem关联，一个进程可以属于多颗树，即一个进程可以属于多个进程组，只是这些进程组和不同的subsystem关联。目前Linux支持12种subsystem，如果不考虑不与任何subsystem关联的情况（systemd就属于这种情况），Linux里面最多可以建12颗cgroup树，每棵树关联一个subsystem，当然也可以只建一棵树，然后让这棵树关联所有的subsystem。当一颗cgroup树不和任何subsystem关联的时候，意味着这棵树只是将进程进行分组，至于要在分组的基础上做些什么，将由应用程序自己决定，systemd就是一个这样的例子。

如何查看当前系统支持哪些subsystem

可以通过查看/proc/cgroups(since Linux 2.6.24)知道当前系统支持哪些subsystem，下面是一个例子

#subsys_name    hierarchy       num_cgroups     enabled
cpuset          11              1               1
cpu             3               64              1
cpuacct         3               64              1
blkio           8               64              1
memory          9               104             1
devices         5               64              1
freezer         10              4               1
net_cls         6               1               1
perf_event      7               1               1
net_prio        6               1               1
hugetlb         4               1               1
pids            2               68              1

从左到右，字段的含义分别是：

subsystem的名字
subsystem所关联到的cgroup树的ID，如果多个subsystem关联到同一颗cgroup树，那么他们的这个字段将一样，比如这里的cpu和cpuacct就一样，表示他们绑定到了同一颗树。如果出现下面的情况，这个字段将为0：
- 当前subsystem没有和任何cgroup树绑定
- 当前subsystem已经和cgroup v2的树绑定
- 当前subsystem没有被内核开启
subsystem所关联的cgroup树中进程组的个数，也即树上节点的个数
1表示开启，0表示没有被开启(可以通过设置内核的启动参数“cgroup_disable”来控制subsystem的开启).

如何使用cgroup

cgroup相关的所有操作都是基于内核中的cgroup virtual filesystem，使用cgroup很简单，挂载这个文件系统就可以了。一般情况下都是挂载到/sys/fs/cgroup目录下，当然挂载到其它任何目录都没关系。

这里假设目录/sys/fs/cgroup已经存在，下面用到的xxx为任意字符串，取一个有意义的名字就可以了，当用mount命令查看的时候，xxx会显示在第一列

挂载一颗和所有subsystem关联的cgroup树到/sys/fs/cgroup

mount -t cgroup xxx /sys/fs/cgroup

　　挂载一颗和cpuset subsystem关联的cgroup树到/sys/fs/cgroup/cpuset

mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset
mount -t cgroup -o cpuset xxx /sys/fs/cgroup/cpuset

　　挂载一颗与cpu和cpuacct subsystem关联的cgroup树到/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct

mkdir /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct
mount -t cgroup -o cpu,cpuacct xxx /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct

　　挂载一棵cgroup树，但不关联任何subsystem，下面就是systemd所用到的方式

mkdir /sys/fs/cgroup/systemd
mount -t cgroup -o none,name=systemd xxx /sys/fs/cgroup/systemd

在很多使用systemd的系统中，比如ubuntu 16.04，systemd已经帮我们将各个subsystem和cgroup树关联并挂载好了

dev@ubuntu:~$ mount|grep cgroup
tmpfs on /sys/fs/cgroup type tmpfs (ro,nosuid,nodev,noexec,mode=755)
cgroup on /sys/fs/cgroup/systemd type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,xattr,release_agent=/lib/systemd/systemd-cgroups-agent,name=systemd)
cgroup on /sys/fs/cgroup/pids type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,pids)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpu,cpuacct)
cgroup on /sys/fs/cgroup/hugetlb type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,hugetlb)
cgroup on /sys/fs/cgroup/devices type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,devices)
cgroup on /sys/fs/cgroup/net_cls,net_prio type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,net_cls,net_prio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/perf_event type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,perf_event)
cgroup on /sys/fs/cgroup/blkio type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,blkio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,memory)
cgroup on /sys/fs/cgroup/freezer type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,freezer)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpuset)

创建并挂载好一颗cgroup树之后，就有了树的根节点，也即根cgroup，这时候就可以通过创建文件夹的方式创建子cgroup，然后再往每个子cgroup中添加进程。在后续介绍具体的subsystem的时候会详细介绍如何操作cgroup。

注意

第一次挂载一颗和指定subsystem关联的cgroup树时，会创建一颗新的cgroup树，当再一次用同样的参数挂载时，会重用现有的cgroup树，也即两个挂载点看到的内容是一样的。

#在ubuntu 16.04中，systemd已经将和cpu,cpuacct绑定的cgroup树挂载到了/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct
dev@ubuntu:~$ mount|grep /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpu,cpuacct,nsroot=/)

#创建一个子目录，用于后面的测试
dev@ubuntu:~$ sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test
dev@ubuntu:~$ ls -l /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/|grep test
drwxr-xr-x  2 root root 0 Oct  9 02:27 test

#将和cpu,cpuacct关联的cgroup树重新mount到另外一个目录
dev@ubuntu:~$ mkdir -p ./cgroup/cpu,cpuacct && cd ./cgroup/
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo mount -t cgroup -o cpu,cpuacct new-cpu-cpuacct ./cpu,cpuacct

#在新目录中看到的内容和/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct的一样，
#说明我们将同一颗cgroup树mount到了系统中的不同两个目录，
#这颗cgroup树和subsystem的关联关系不变，
#这点类似于mount同一块硬盘到多个目录
dev@ubuntu:~/cgroup$ ls -l ./cpu,cpuacct/ |grep test
drwxr-xr-x  2 root root 0 Oct  9 02:27 test

#清理
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo umount new-cpu-cpuacct

　　挂载一颗cgroup树时，可以指定多个subsystem与之关联，但一个subsystem只能关联到一颗cgroup树，一旦关联并在这颗树上创建了子cgroup，subsystems和这棵cgroup树就成了一个整体，不能再重新组合。以上面ubuntu 16.04为例，由于已经将cpu,cpuacct和一颗cgroup树关联并且他们下面有子cgroup了，所以就不能单独的将cpu和另一颗cgroup树关联。

#尝试将cpu subsystem重新关联一颗cgroup树并且将这棵树mount到./cpu目录
dev@ubuntu:~/cgroup$ mkdir cpu
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo mount -t cgroup -o cpu new-cpu ./cpu
mount: new-cpu is already mounted or /home/dev/cgroup/cpu busy
#由于cpu和cpuacct已经和一颗cgroup树关联了，所以这里mount失败

#尝试将devices和pids关联到同一颗树上，由于他们各自已经关联到了不同的cgroup树，所以mount失败
dev@ubuntu:~/cgroup$ mkdir devices,pids
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo mount -t cgroup -o devices,pids new-devices-pids ./devices,pids
mount: new-devices-pids is already mounted or /home/dev/cgroup/devices,pids busy

　　但由于/sys/fs/cgroup/hugetlb和/sys/fs/cgroup/perf_event下没有子cgroup，我们可以将他们重新组合。一般情况下不会用到这个功能，一但最开始关联好了之后，就不会去重新修改它，也即我们一般不会去修改systemd给我们设置好的subsystem和cgroup树的关联关系。

#/sys/fs/cgroup/hugetlb和/sys/fs/cgroup/perf_event里面没有子目录，说明没有子cgroup
dev@ubuntu:~$ ls -l /sys/fs/cgroup/hugetlb|grep ^d
dev@ubuntu:~$ ls -l /sys/fs/cgroup/perf_event|grep ^d

#直接mount不行，因为perf_event,hugetlb已经被系统单独mount过了
dev@ubuntu:~$ sudo mount -t cgroup -operf_event,hugetlb xxx /mnt
mount: xxx is already mounted or /mnt busy

#先umount
dev@ubuntu:~$ sudo umount /sys/fs/cgroup/perf_event
dev@ubuntu:~$ sudo umount /sys/fs/cgroup/hugetlb
#如果系统默认安装了lxcfs的话，lxcfs会将它们挂载在自己的目录，
#所以需要umount lxcfs及下面这两个目录，否则就没有真正的umount掉perf_event和hugetlb
dev@ubuntu:~$ sudo umount lxcfs
dev@ubuntu:~$ sudo umount /run/lxcfs/controllers/hugetlb
dev@ubuntu:~$ sudo umount /run/lxcfs/controllers/perf_event

#再mount，成功
dev@ubuntu:~$ sudo mount -t cgroup -operf_event,hugetlb xxx /mnt
dev@ubuntu:~$ ls /mnt/
cgroup.clone_children  cgroup.sane_behavior  hugetlb.2MB.limit_in_bytes      hugetlb.2MB.usage_in_bytes  release_agent
cgroup.procs           hugetlb.2MB.failcnt   hugetlb.2MB.max_usage_in_bytes  notify_on_release           tasks

#清理
dev@ubuntu:~$ sudo reboot

　　可以创建任意多个不和任何subsystem关联的cgroup树，name是这棵树的唯一标记，当name指定的是一个新的名字时，将创建一颗新的cgroup树，但如果内核中已经存在一颗一样name的cgroup树，那么将mount已存在的这颗cgroup树

#由于name=test的cgroup树在系统中不存在，所以这里会创建一颗新的name=test的cgroup树
dev@ubuntu:~$ mkdir -p cgroup/test && cd cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo mount -t cgroup -o none,name=test test ./test
#系统为新创建的cgroup树的root cgroup生成了默认文件
dev@ubuntu:~/cgroup$ ls ./test/
cgroup.clone_children  cgroup.procs  cgroup.sane_behavior  notify_on_release  release_agent  tasks
#新创建的cgroup树的root cgroup里包含系统中的所有进程
dev@ubuntu:~/cgroup$ wc -l ./test/cgroup.procs
131 ./test/cgroup.procs

#创建子cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup$ cd test && sudo mkdir aaaa
#系统已经为新的子cgroup生成了默认文件
dev@ubuntu:~/cgroup/test$ ls aaaa
cgroup.clone_children  cgroup.procs  notify_on_release  tasks
#新创建的子cgroup中没有任何进程
dev@ubuntu:~/cgroup/test$ wc -l aaaa/cgroup.procs
0 aaaa/cgroup.procs

#重新挂载这棵树到test1，由于mount的时候指定的name=test，所以和上面挂载的是同一颗cgroup树，于是test1目录下的内容和test目录下的内容一样
dev@ubuntu:~/cgroup/test$ cd .. && mkdir test1
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo mount -t cgroup -o none,name=test test ./test1
dev@ubuntu:~/cgroup$ ls ./test1
aaaa  cgroup.clone_children  cgroup.procs  cgroup.sane_behavior  notify_on_release  release_agent  tasks

#清理
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo umount ./test1
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo umount ./test
dev@ubuntu:~/cgroup$ cd .. && rm -r ./cgroup

如何查看当前进程属于哪些cgroup

可以通过查看/proc/[pid]/cgroup(since Linux 2.6.24)知道指定进程属于哪些cgroup。

dev@ubuntu:~$ cat /proc/777/cgroup
11:cpuset:/
10:freezer:/
9:memory:/system.slice/cron.service
8:blkio:/system.slice/cron.service
7:perf_event:/
6:net_cls,net_prio:/
5:devices:/system.slice/cron.service
4:hugetlb:/
3:cpu,cpuacct:/system.slice/cron.service
2:pids:/system.slice/cron.service
1:name=systemd:/system.slice/cron.service

每一行包含用冒号隔开的三列，他们的意思分别是

cgroup树的ID，和/proc/cgroups文件中的ID一一对应。
和cgroup树绑定的所有subsystem，多个subsystem之间用逗号隔开。这里name=systemd表示没有和任何subsystem绑定，只是给他起了个名字叫systemd。
进程在cgroup树中的路径，即进程所属的cgroup，这个路径是相对于挂载点的相对路径。

所有的subsystems

目前Linux支持下面12种subsystem

cpu (since Linux 2.6.24; CONFIG_CGROUP_SCHED)
用来限制cgroup的CPU使用率。
cpuacct (since Linux 2.6.24; CONFIG_CGROUP_CPUACCT)
统计cgroup的CPU的使用率。
cpuset (since Linux 2.6.24; CONFIG_CPUSETS)
绑定cgroup到指定CPUs和NUMA节点。
memory (since Linux 2.6.25; CONFIG_MEMCG)
统计和限制cgroup的内存的使用率，包括process memory, kernel memory, 和swap。
devices (since Linux 2.6.26; CONFIG_CGROUP_DEVICE)
限制cgroup创建(mknod)和访问设备的权限。
freezer (since Linux 2.6.28; CONFIG_CGROUP_FREEZER)
suspend和restore一个cgroup中的所有进程。
net_cls (since Linux 2.6.29; CONFIG_CGROUP_NET_CLASSID)
将一个cgroup中进程创建的所有网络包加上一个classid标记，用于tc和iptables。只对发出去的网络包生效，对收到的网络包不起作用。
blkio (since Linux 2.6.33; CONFIG_BLK_CGROUP)
限制cgroup访问块设备的IO速度。
perf_event (since Linux 2.6.39; CONFIG_CGROUP_PERF)
对cgroup进行性能监控
net_prio (since Linux 3.3; CONFIG_CGROUP_NET_PRIO)
针对每个网络接口设置cgroup的访问优先级。
hugetlb (since Linux 3.5; CONFIG_CGROUP_HUGETLB)
限制cgroup的huge pages的使用量。
pids (since Linux 4.3; CONFIG_CGROUP_PIDS)
限制一个cgroup及其子孙cgroup中的总进程数。

上面这些subsystem，有些需要做资源统计，有些需要做资源控制，有些即不统计也不控制。对于cgroup树来说，有些subsystem严重依赖继承关系，有些subsystem完全用不到继承关系，而有些对继承关系没有严格要求。

不同subsystem的工作方式可能差别较大，对系统性能的影响也不一样，本人不是这方面的专家，后续文章中只会从功能的角度来介绍不同的subsystem，不会涉及到他们内部的实现。

结束语

本文介绍了cgroup的一些概念，包括subsystem和hierarchy，然后介绍了怎么挂载cgroup文件系统以及12个subsystem的功能。从下一篇开始，将介绍cgroup具体的用法和不同的subsystem。

本文将创建并挂载一颗不和任何subsystem绑定的cgroup树，用来演示怎么创建、删除子cgroup，以及如何往cgroup中添加和删除进程。

由于不和任何subsystem绑定，所以这棵树没有任何实际的功能，但这不影响我们的演示，还有一个好处就是我们不会受subsystem功能的影响，可以将精力集中在cgroup树上。

本篇所有例子都在ubuntu-server-x86_64 16.04下执行通过

挂载cgroup树

开始使用cgroup前需要先挂载cgroup树，下面先看看如何挂载一颗cgroup树，然后再查看其根目录下生成的文件

#准备需要的目录
dev@ubuntu:~$ mkdir cgroup && cd cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup$ mkdir demo

#由于name=demo的cgroup树不存在，所以系统会创建一颗新的cgroup树，然后挂载到demo目录
dev@ubuntu:~/cgroup$ sudo mount -t cgroup -o none,name=demo demo ./demo

#挂载点所在目录就是这颗cgroup树的root cgroup，在root cgroup下面，系统生成了一些默认文件
dev@ubuntu:~/cgroup$ ls ./demo/
cgroup.clone_children  cgroup.procs  cgroup.sane_behavior  notify_on_release  release_agent  tasks

#cgroup.procs里包含系统中的所有进程
dev@ubuntu:~/cgroup$ wc -l ./demo/cgroup.procs
131 ./demo/cgroup.procs

下面是每个文件的含义：

cgroup.clone_children
这个文件只对cpuset（subsystem）有影响，当该文件的内容为1时，新创建的cgroup将会继承父cgroup的配置，即从父cgroup里面拷贝配置文件来初始化新cgroup，可以参考这里
cgroup.procs
当前cgroup中的所有进程ID，系统不保证ID是顺序排列的，且ID有可能重复
cgroup.sane_behavior
具体功能不详，可以参考这里和这里
notify_on_release
该文件的内容为1时，当cgroup退出时（不再包含任何进程和子cgroup），将调用release_agent里面配置的命令。新cgroup被创建时将默认继承父cgroup的这项配置。
release_agent
里面包含了cgroup退出时将会执行的命令，系统调用该命令时会将相应cgroup的相对路径当作参数传进去。注意：这个文件只会存在于root cgroup下面，其他cgroup里面不会有这个文件。
tasks
当前cgroup中的所有线程ID，系统不保证ID是顺序排列的

后面在介绍如何往cgroup中添加进程时会介绍cgroup.procs和tasks的差别。

创建和删除cgroup

挂载好上面的cgroup树之后，就可以在里面建子cgroup了

#创建子cgroup很简单，新建一个目录就可以了
dev@ubuntu:~/cgroup$ cd demo
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo mkdir cgroup1

#在新创建的cgroup里面，系统默认也生成了一些文件，这些文件的意义和root cgroup里面的一样
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ ls cgroup1/
cgroup.clone_children  cgroup.procs  notify_on_release  tasks

#新创建的cgroup里没有任何进程和线程
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ wc -l cgroup1/cgroup.procs
0 cgroup1/cgroup.procs
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ wc -l cgroup1/tasks
0 cgroup1/tasks

#每个cgroup都可以创建自己的子cgroup，所以我们也可以在cgroup1里面创建子cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo mkdir cgroup1/cgroup11
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ ls cgroup1/cgroup11
cgroup.clone_children  cgroup.procs  notify_on_release  tasks

#删除cgroup也很简单，删除掉相应的目录就可以了
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo rmdir cgroup1/
rmdir: failed to remove 'cgroup1/': Device or resource busy
#这里删除cgroup1失败，是因为它里面包含了子cgroup，所以不能删除，
#如果cgroup1包含有进程或者线程，也会删除失败

#先删除cgroup11，再删除cgroup1就可以了
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo rmdir cgroup1/cgroup11/
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo rmdir cgroup1/

添加进程

创建新的cgroup后，就可以往里面添加进程了。注意下面几点：

在一颗cgroup树里面，一个进程必须要属于一个cgroup。
新创建的子进程将会自动加入父进程所在的cgroup。
从一个cgroup移动一个进程到另一个cgroup时，只要有目的cgroup的写入权限就可以了，系统不会检查源cgroup里的权限。
用户只能操作属于自己的进程，不能操作其他用户的进程，root账号除外。

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#创建一个新的cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo mkdir test
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ cd test

#将当前bash加入到上面新创建的cgroup中
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ echo $$
1421
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ sudo sh -c 'echo 1421 > cgroup.procs'
#注意：一次只能往这个文件中写一个进程ID，如果需要写多个的话，需要多次调用这个命令

#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#重新打开一个shell窗口，避免第一个shell里面运行的命令影响输出结果
#这时可以看到cgroup.procs里面包含了上面的第一个shell进程
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ cat cgroup.procs
1421

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#回到第一个窗口，运行top命令
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ top
#这里省略输出内容

#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#这时再在第二个窗口查看，发现top进程自动和它的父进程（1421）属于同一个cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ cat cgroup.procs
1421
16515
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ ps -ef|grep top
dev      16515  1421  0 04:02 pts/0    00:00:00 top
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$

#在一颗cgroup树里面，一个进程必须要属于一个cgroup，
#所以我们不能凭空从一个cgroup里面删除一个进程，只能将一个进程从一个cgroup移到另一个cgroup，
#这里我们将1421移动到root cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ sudo sh -c 'echo 1421 > ../cgroup.procs'
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ cat cgroup.procs
16515
#移动1421到另一个cgroup之后，它的子进程不会随着移动

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
##回到第一个shell窗口，进行清理工作
#先用ctrl+c退出top命令
dev@ubuntu:~/cgroup/demo/test$ cd ..
#然后删除创建的cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo rmdir test

权限

上面我们都是用sudo(root账号)来操作的，但实际上普通账号也可以操作cgroup

#创建一个新的cgroup，并修改他的owner
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo mkdir permission
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo chown -R dev:dev ./permission/

#1421原来属于root cgroup，虽然dev没有root cgroup的权限，但还是可以将1421移动到新的cgroup下，
#说明在移动进程的时候，系统不会检查源cgroup里的权限。
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ echo 1421 > ./permission/cgroup.procs

#由于dev没有root cgroup的权限，再把1421移回root cgroup失败
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ echo 1421 > ./cgroup.procs
-bash: ./cgroup.procs: Permission denied

#找一个root账号的进程
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ ps -ef|grep /lib/systemd/systemd-logind
root       839     1  0 01:52 ?        00:00:00 /lib/systemd/systemd-logind
#因为该进程属于root，dev没有操作它的权限，所以将该进程加入到permission中失败
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ echo 839 >./permission/cgroup.procs
-bash: echo: write error: Permission denied
#只能由root账号添加
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo sh -c 'echo 839 >./permission/cgroup.procs'

#dev还可以在permission下创建子cgroup
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ mkdir permission/c1
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ ls permission/c1
cgroup.clone_children  cgroup.procs  notify_on_release  tasks

#清理
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo sh -c 'echo 839 >./cgroup.procs'
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo sh -c 'echo 1421 >./cgroup.procs'
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ rmdir permission/c1
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo rmdir permission

cgroup.procs vs tasks

上面提到cgroup.procs包含的是进程ID，而tasks里面包含的是线程ID，那么他们有什么区别呢？

#创建两个新的cgroup用于演示
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo mkdir c1 c2

#为了便于操作，先给root账号设置一个密码，然后切换到root账号
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo passwd root
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ su root
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo#

#系统中找一个有多个线程的进程
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# ps -efL|grep /lib/systemd/systemd-timesyncd
systemd+   610     1   610  0    2 01:52 ?        00:00:00 /lib/systemd/systemd-timesyncd
systemd+   610     1   616  0    2 01:52 ?        00:00:00 /lib/systemd/systemd-timesyncd
#进程610有两个线程，分别是610和616

#将616加入c1/cgroup.procs
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# echo 616 > c1/cgroup.procs
#由于cgroup.procs存放的是进程ID，所以这里看到的是616所属的进程ID（610）
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# cat c1/cgroup.procs
610
#从tasks中的内容可以看出，虽然只往cgroup.procs中加了线程616，
#但系统已经将这个线程所属的进程的所有线程都加入到了tasks中，
#说明现在整个进程的所有线程已经处于c1中了
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# cat c1/tasks
610
616

#将616加入c2/tasks中
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# echo 616 > c2/tasks

#这时我们看到虽然在c1/cgroup.procs和c2/cgroup.procs里面都有610，
#但c1/tasks和c2/tasks中包含了不同的线程，说明这个进程的两个线程分别属于不同的cgroup
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# cat c1/cgroup.procs
610
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# cat c1/tasks
610
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# cat c2/cgroup.procs
610
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# cat c2/tasks
616
#通过tasks，我们可以实现线程级别的管理，但通常情况下不会这么用，
#并且在cgroup V2以后，将不再支持该功能，只能以进程为单位来配置cgroup

#清理
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# echo 610 > ./cgroup.procs
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# rmdir c1
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# rmdir c2
root@ubuntu:/home/dev/cgroup/demo# exit
exit

release_agent

当一个cgroup里没有进程也没有子cgroup时，release_agent将被调用来执行cgroup的清理工作。

#创建新的cgroup用于演示
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo mkdir test
#先enable release_agent
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo sh -c 'echo 1 > ./test/notify_on_release'

#然后创建一个脚本/home/dev/cgroup/release_demo.sh，
#一般情况下都会利用这个脚本执行一些cgroup的清理工作，但我们这里为了演示简单，仅仅只写了一条日志到指定文件
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ cat > /home/dev/cgroup/release_demo.sh << EOF
#!/bin/bash
echo \$0:\$1 >> /home/dev/release_demo.log
EOF

#添加可执行权限
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ chmod +x ../release_demo.sh

#将该脚本设置进文件release_agent
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo sh -c 'echo /home/dev/cgroup/release_demo.sh > ./release_agent'
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ cat release_agent
/home/dev/cgroup/release_demo.sh

#往test里面添加一个进程，然后再移除，这样就会触发release_demo.sh
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ echo $$
27597
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo sh -c 'echo 27597 > ./test/cgroup.procs'
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ sudo sh -c 'echo 27597 > ./cgroup.procs'

#从日志可以看出，release_agent被触发了，/test是cgroup的相对路径
dev@ubuntu:~/cgroup/demo$ cat /home/dev/release_demo.log
/home/dev/cgroup/release_demo.sh:/test

结束语

本文介绍了如何操作cgroup，由于没有和任何subsystem关联，所以在这颗树上的所有操作都没有实际的功能，不会对系统有影响。从下一篇开始，将介绍具体的subsystem。

本篇将介绍一个简单的subsystem，名字叫pids，功能是限制cgroup及其所有子孙cgroup里面能创建的总的task数量。

注意：这里的task指通过fork和clone函数创建的进程，由于clone函数也能创建线程（在Linux里面，线程是一种特殊的进程），所以这里的task也包含线程，本文统一以进程来代表task，即本文中的进程代表了进程和线程

本篇所有例子都在ubuntu-server-x86_64 16.04下执行通过

创建子cgroup

在ubuntu 16.04里面，systemd已经帮我们将各个subsystem和cgroup树绑定并挂载好了，我们直接用现成的就可以了。

#从这里的输出可以看到，pids已经被挂载在了/sys/fs/cgroup/pids，这是systemd做的
dev@dev:~$ mount|grep pids
cgroup on /sys/fs/cgroup/pids type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,pids)

创建子cgroup，取名为test

#进入目录/sys/fs/cgroup/pids/并新建一个目录，即创建了一个子cgroup
dev@dev:~$ cd /sys/fs/cgroup/pids/
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids$ sudo mkdir test
#这里将test目录的owner设置成dev账号，这样后续操作就不用每次都敲sudo了，省去麻烦
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids$ sudo chown -R dev:dev ./test/

再来看看test目录下的文件

#除了上一篇中介绍的那些文件外，多了两个文件
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids$ cd test
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ ls
cgroup.clone_children  cgroup.procs  notify_on_release  pids.current  pids.max  tasks

下面是这两个文件的含义：

pids.current: 表示当前cgroup及其所有子孙cgroup中现有的总的进程数量

#由于这是个新创建的cgroup，所以里面还没有任何进程
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.current 
0

　　pids.max: 当前cgroup及其所有子孙cgroup中所允许创建的总的最大进程数量，在根cgroup下没有这个文件，原因显而易见，因为我们没有必要限制整个系统所能创建的进程数量。

#max表示没做任何限制
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.max 
max

限制进程数

这里我们演示一下如何让限制功能生效

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#将pids.max设置为1，即当前cgroup只允许有一个进程
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ echo 1 > pids.max
#将当前bash进程加入到该cgroup
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ echo $$ > cgroup.procs
#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#重新打开一个bash窗口，在里面看看cgroup “test”里面的一些数据
#因为这是一个新开的bash，跟cgroup ”test“没有任何关系，所以在这里运行命令不会影响cgroup “test”
dev@dev:~$ cd /sys/fs/cgroup/pids/test
#设置的最大进程数是1
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.max
1
#目前test里面已经有了一个进程，说明不能在fork或者clone进程了
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.current
1
#这个进程就是第一个窗口的bash
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat cgroup.procs
3083
#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#回到第一个窗口，随便运行一个命令，由于当前pids.current已经等于pids.max了，
#所以创建新进程失败，于是命令运行失败，说明限制生效
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ ls
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: Resource temporarily unavailable

当前cgroup和子cgroup之间的关系

当前cgroup中的pids.current和pids.max代表了当前cgroup及所有子孙cgroup的所有进程，所以子孙cgroup中的pids.max大小不能超过父cgroup中的大小，如果子cgroup中的pids.max设置的大于父cgroup里的大小，会怎么样？请看下面的演示

#继续使用上面的两个窗口
#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#将pids.max设置成2
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ echo 2 > pids.max
#在test下面创建一个子cgroup
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ mkdir subtest
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cd subtest/
#将subtest的pids.max设置为5
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test/subtest$ echo 5 > pids.max
#将当前bash进程加入到subtest中
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test/subtest$ echo $$ > cgroup.procs
#--------------------------第三个shell窗口----------------------
#重新打开一个bash窗口，看一下test和subtest里面的数据
#test里面的数据如下：
dev@dev:~$ cd /sys/fs/cgroup/pids/test
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.max
2
#这里为2表示目前test和subtest里面总的进程数为2
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.current
2
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat cgroup.procs
3083

#subtest里面的数据如下：
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat subtest/pids.max
5
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat subtest/pids.current
1
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat subtest/cgroup.procs
3185
#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#回到第一个窗口，随便运行一个命令，由于test里面的pids.current已经等于pids.max了，
#所以创建新进程失败，于是命令运行失败，说明限制生效
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ ls
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: Resource temporarily unavailable
#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#回到第二个窗口，随便运行一个命令，虽然subtest里面的pids.max还大于pids.current，
#但由于其父cgroup “test”里面的pids.current已经等于pids.max了，
#所以创建新进程失败，于是命令运行失败，说明子cgroup中的进程数不仅受自己的pids.max的限制，
#还受祖先cgroup的限制
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test/subtest$ ls
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: Resource temporarily unavailable

pids.current > pids.max的情况

并不是所有情况下都是pids.max >= pids.current，在下面两种情况下，会出现pids.max < pids.current 的情况：

设置pids.max时，将其值设置的比pids.current小

#继续使用上面的三个窗口
#--------------------------第三个shell窗口----------------------
#将test的pids.max设置为1
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ echo 1 > pids.max
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.max
1
#这个时候就会出现pids.current > pids.max的情况
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.current
2

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#回到第一个shell
#还是运行失败，说明虽然pids.current > pids.max，但限制创建新进程的功能还是会生效
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ ls
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: Resource temporarily unavailable

pids.max只会在当前cgroup中的进程fork、clone的时候生效，将其他进程加入到当前cgroup时，不会检测pids.max，所以将其他进程加入到当前cgroup有可能会导致pids.current > pids.max

#继续使用上面的三个窗口
#--------------------------第三个shell窗口----------------------
#将subtest中的进程移动到根cgroup下，然后删除subtest
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ sudo sh -c 'echo 3185 > /sys/fs/cgroup/pids/cgroup.procs'
#里面没有进程了，说明移动成功
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat subtest/cgroup.procs
#移除成功
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ rmdir subtest/

#这时候test下的pids.max等于pids.current了
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.max
1
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.current
1

#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#将当前bash加入到test中
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test/subtest$ cd ..
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ echo $$ > cgroup.procs

#--------------------------第三个shell窗口----------------------
#回到第三个窗口，查看相关信息
#第一个和第二个窗口的bash都属于test
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat cgroup.procs
3083
3185
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.max
1
#出现了pids.current > pids.max的情况，这是因为我们将第二个窗口的shell加入了test
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cat pids.current
2
#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#对fork调用的限制仍然生效
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ ls
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: retry: No child processes
-bash: fork: Resource temporarily unavailable

清理

#--------------------------第三个shell窗口----------------------
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ sudo sh -c 'echo 3185 > /sys/fs/cgroup/pids/cgroup.procs'
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ sudo sh -c 'echo 3083 > /sys/fs/cgroup/pids/cgroup.procs'
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids/test$ cd ..
dev@dev:/sys/fs/cgroup/pids$ sudo rmdir test/

结束语

本文介绍了如何利用pids这个subsystem来限制cgroup中的进程数，以及一些要注意的地方，总的来说pids比较简单。下一篇将介绍稍微复杂点的内存控制。

为什么需要内存控制？

代码总会有bug，有时会有内存泄漏，或者有意想不到的内存分配情况，或者这是个恶意程序，运行起来就是为了榨干系统内存，让其它进程无法分配到足够的内存而出现异常，如果系统配置了交换分区，会导致系统大量使用交换分区，从而系统运行很慢。

站在一个普通Linux开发者的角度，如果能控制一个或者一组进程所能使用的内存数，那么就算代码有bug，内存泄漏也不会对系统造成影响，因为可以设置内存使用量的上限，当到达这个值之后可以将进程重启。
站在一个系统管理者的角度，如果能限制每组进程所能使用的内存量，那么不管程序的质量如何，都能将它们对系统的影响降到最低，从而保证整个系统的稳定性。

内存控制能控制些什么？

限制cgroup中所有进程所能使用的物理内存总量
限制cgroup中所有进程所能使用的物理内存+交换空间总量(CONFIG_MEMCG_SWAP)：一般在server上，不太会用到swap空间，所以不在这里介绍这部分内容。
限制cgroup中所有进程所能使用的内核内存总量及其它一些内核资源(CONFIG_MEMCG_KMEM)：限制内核内存有什么用呢？其实限制内核内存就是限制当前cgroup所能使用的内核资源，比如进程的内核栈空间，socket所占用的内存空间等，通过限制内核内存，当内存吃紧时，可以阻止当前cgroup继续创建进程以及向内核申请分配更多的内核资源。由于这块功能被使用的较少，本篇中也不对它做介绍。

内核相关的配置

由于memory subsystem比较耗资源，所以内核专门添加了一个参数cgroup_disable=memory来禁用整个memory subsystem，这个参数可以通过GRUB在启动系统的时候传给内核，加了这个参数后内核将不再进行memory subsystem相关的计算工作，在系统中也不能挂载memory subsystem。
上面提到的CONFIG_MEMCG_SWAP和CONFIG_MEMCG_KMEM都是扩展功能，在使用前请确认当前内核是否支持，下面看看ubuntu 16.04的内核：
```
#这里CONFIG_MEMCG_SWAP和CONFIG_MEMCG_KMEM等于y表示内核已经编译了该模块，即支持相关功能
dev@dev:~$ cat /boot/config-`uname -r`|grep CONFIG_MEMCG
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_MEMCG_SWAP=y
# CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED is not set
CONFIG_MEMCG_KMEM=y
```
- CONFIG_MEMCG_SWAP控制内核是否支持Swap Extension，而CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED（3.6以后的内核新加的参数）控制默认情况下是否使用Swap Extension，由于Swap Extension比较耗资源，所以很多发行版（比如ubuntu）默认情况下会禁用该功能（这也是上面那行被注释掉的原因），当然用户也可以根据实际情况，通过设置内核参数swapaccount=0或者1来手动禁用和启用Swap Extension。
怎么控制？

在ubuntu 16.04里面，systemd已经帮我们将memory绑定到了/sys/fs/cgroup/memory

#如果这里发现有多行结果，说明这颗cgroup数被绑定到了多个地方，
#不过不要担心，由于它们都是指向同一颗cgroup树，所以它们里面的内容是一模一样的
dev@dev:~$ mount|grep memory
cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,memory)

创建子cgroup

在/sys/fs/cgroup/memory下创建一个子目录即创建了一个子cgroup

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
dev@dev:~$ cd /sys/fs/cgroup/memory
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory$ sudo mkdir test
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory$ ls test
cgroup.clone_children  memory.kmem.failcnt             memory.kmem.tcp.limit_in_bytes      memory.max_usage_in_bytes        memory.soft_limit_in_bytes  notify_on_release
cgroup.event_control   memory.kmem.limit_in_bytes      memory.kmem.tcp.max_usage_in_bytes  memory.move_charge_at_immigrate  memory.stat                 tasks
cgroup.procs           memory.kmem.max_usage_in_bytes  memory.kmem.tcp.usage_in_bytes      memory.numa_stat                 memory.swappiness
memory.failcnt         memory.kmem.slabinfo            memory.kmem.usage_in_bytes          memory.oom_control               memory.usage_in_bytes
memory.force_empty     memory.kmem.tcp.failcnt         memory.limit_in_bytes               memory.pressure_level            memory.use_hierarchy

从上面ls的输出可以看出，除了每个cgroup都有的那几个文件外，和memory相关的文件还不少（由于ubuntu默认禁用了CONFIG_MEMCG_SWAP，所以这里看不到swap相关的文件），这里先做个大概介绍(kernel相关的文件除外)，后面会详细介绍每个文件的作用

 cgroup.event_control       #用于eventfd的接口
 memory.usage_in_bytes      #显示当前已用的内存
 memory.limit_in_bytes      #设置/显示当前限制的内存额度
 memory.failcnt             #显示内存使用量达到限制值的次数
 memory.max_usage_in_bytes  #历史内存最大使用量
 memory.soft_limit_in_bytes #设置/显示当前限制的内存软额度
 memory.stat                #显示当前cgroup的内存使用情况
 memory.use_hierarchy       #设置/显示是否将子cgroup的内存使用情况统计到当前cgroup里面
 memory.force_empty         #触发系统立即尽可能的回收当前cgroup中可以回收的内存
 memory.pressure_level      #设置内存压力的通知事件，配合cgroup.event_control一起使用
 memory.swappiness          #设置和显示当前的swappiness
 memory.move_charge_at_immigrate #设置当进程移动到其他cgroup中时，它所占用的内存是否也随着移动过去
 memory.oom_control         #设置/显示oom controls相关的配置
 memory.numa_stat           #显示numa相关的内存

参考：eventfd，numa

添加进程

和“创建并管理cgroup”中介绍的一样，往cgroup中添加进程只要将进程号写入cgroup.procs就可以了

注意：本篇将以进程为单位进行操作，不考虑以线程为单位进行管理（原因见“创建并管理cgroup”中cgroup.pro与tasks的区别），也即只写cgroup.procs文件，不会写tasks文件

#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#重新打开一个shell窗口，避免相互影响
dev@dev:~$ cd /sys/fs/cgroup/memory/test/
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ echo $$
4589
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo $$ >> cgroup.procs"
#运行top命令，这样这个cgroup消耗的内存会多点，便于观察
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ top
#后续操作不再在这个窗口进行，避免在这个bash中运行进程影响cgropu里面的进程数及相关统计

设置限额

设置限额很简单，写文件memory.limit_in_bytes就可以了，请仔细看示例

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#回到第一个shell窗口
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory$ cd test
#这里两个进程id分别时第二个窗口的bash和top进程
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat cgroup.procs
4589
4664
#开始设置之前，看看当前使用的内存数量，这里的单位是字节
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.usage_in_bytes
835584

#设置1M的限额
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 1M > memory.limit_in_bytes"
#设置完之后记得要查看一下这个文件，因为内核要考虑页对齐, 所以生效的数量不一定完全等于设置的数量
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.limit_in_bytes
1048576

#如果不再需要限制这个cgroup，写-1到文件memory.limit_in_bytes即可
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo -1 > memory.limit_in_bytes"
#这时可以看到limit被设置成了一个很大的数字
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.limit_in_bytes
9223372036854771712

如果设置的限额比当前已经使用的内存少呢？如上面显示当前bash用了800多k，如果我设置limit为400K会怎么样？

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#先用free看下当前swap被用了多少
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         500192       45000       34200        2644      420992      424020
Swap:        524284          16      524268
#设置内存限额为400K
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 400K > memory.limit_in_bytes"

#再看当前cgroup的内存使用情况
#发现内存占用少了很多，刚好在400K以内，原来用的那些内存都去哪了呢？
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.usage_in_bytes
401408

#再看swap空间的占用情况，和刚开始比，多了500-16=384K，说明内存中的数据被移到了swap上
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         500192       43324       35132        2644      421736      425688
Swap:        524284         500      523784

#这个时候再来看failcnt，发现有453次之多(隔几秒再看这个文件，发现次数在增长)
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.failcnt
453

#再看看memory.stat（这里只显示部分内容），发现物理内存用了400K，
#但有很多pgmajfault以及pgpgin和pgpgout，说明发生了很多的swap in和swap out
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.stat
rss 409600
total_pgpgin 4166
total_pgpgout 4066
total_pgfault 7558
total_pgmajfault 419

#从上面的结果可以看出，当物理内存不够时，就会触发memory.failcnt里面的数量加1，
#但进程不会被kill掉，那是因为内核会尝试将物理内存中的数据移动到swap空间中，从而让内存分配成功

如果设置的限额过小，就算swap out部分内存后还是不够会怎么样？

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 1K > memory.limit_in_bytes"
#进程已经不在了（第二个窗口已经挂掉了）
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat cgroup.procs
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.usage_in_bytes
0
#从这里的结果可以看出，第二个窗口的bash和top都被kill掉了

从上面的这些测试可以看出，一旦设置了内存限制，将立即生效，并且当物理内存使用量达到limit的时候，memory.failcnt的内容会加1，但这时进程不一定就会被kill掉，内核会尽量将物理内存中的数据移到swap空间上去，如果实在是没办法移动了（设置的limit过小，或者swap空间不足），默认情况下，就会kill掉cgroup里面继续申请内存的进程。

触发控制

当物理内存达到上限后，系统的默认行为是kill掉cgroup中继续申请内存的进程，那么怎么控制这样的行为呢？答案是配置memory.oom_control

这个文件里面包含了一个控制是否为当前cgroup启动OOM-killer的标识。如果写0到这个文件，将启动OOM-killer，当内核无法给进程分配足够的内存时，将会直接kill掉该进程；如果写1到这个文件，表示不启动OOM-killer，当内核无法给进程分配足够的内存时，将会暂停该进程直到有空余的内存之后再继续运行；同时，memory.oom_control还包含一个只读的under_oom字段，用来表示当前是否已经进入oom状态，也即是否有进程被暂停了。

注意：root cgroup的oom killer是不能被禁用的

为了演示OOM-killer的功能，创建了下面这样一个程序，用来向系统申请内存，它会每秒消耗1M的内存。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define MB (1024 * 1024)

int main(int argc, char *argv[])
{
    char *p;
    int i = 0;
    while(1) {
        p = (char *)malloc(MB);
        memset(p, 0, MB);
        printf("%dM memory allocated\n", ++i);
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

保存上面的程序到文件~/mem-allocate.c，然后编译并测试

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#编译上面的文件
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ gcc ~/mem-allocate.c -o ~/mem-allocate
#设置内存限额为5M
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 5M > memory.limit_in_bytes"
#将当前bash加入到test中，这样这个bash创建的所有进程都会自动加入到test中
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo $$ >> cgroup.procs"
#默认情况下，memory.oom_control的值为0，即默认启用oom killer
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.oom_control
oom_kill_disable 0
under_oom 0
#为了避免受swap空间的影响，设置swappiness为0来禁止当前cgroup使用swap
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 0 > memory.swappiness"
#当分配第5M内存时，由于总内存量超过了5M，所以进程被kill了
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ ~/mem-allocate
1M memory allocated
2M memory allocated
3M memory allocated
4M memory allocated
Killed

#设置oom_control为1，这样内存达到限额的时候会暂停
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 1 >> memory.oom_control"
#跟预期的一样，程序被暂停了
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ ~/mem-allocate
1M memory allocated
2M memory allocated
3M memory allocated
4M memory allocated

#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#再打开一个窗口
dev@dev:~$ cd /sys/fs/cgroup/memory/test/
#这时候可以看到memory.oom_control里面under_oom的值为1，表示当前已经oom了
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.oom_control
oom_kill_disable 1
under_oom 1
#修改test的额度为7M
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 7M > memory.limit_in_bytes"

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#再回到第一个窗口，会发现进程mem-allocate继续执行了两步，然后暂停在6M那里了
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ ~/mem-allocate
1M memory allocated
2M memory allocated
3M memory allocated
4M memory allocated
5M memory allocated
6M memory allocated

该文件还可以配合cgroup.event_control实现OOM的通知，当OOM发生时，可以收到相关的事件，下面是用于测试的程序，流程大概如下：

利用函数eventfd()创建一个efd;
打开文件memory.oom_control，得到ofd;
往cgroup.event_control中写入这么一串：<efd> <ofd>
通过读efd得到通知，然后打印一句话到终端

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/eventfd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

static inline void die(const char *msg)
{
    fprintf(stderr, "error: %s: %s(%d)\n", msg, strerror(errno), errno);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

#define BUFSIZE 256

int main(int argc, char *argv[])
{
    char buf[BUFSIZE];
    int efd, cfd, ofd;
    uint64_t u;

    if ((efd = eventfd(0, 0)) == -1)
        die("eventfd");

    snprintf(buf, BUFSIZE, "%s/%s", argv[1], "cgroup.event_control");
    if ((cfd = open(buf, O_WRONLY)) == -1)
        die("cgroup.event_control");

    snprintf(buf, BUFSIZE, "%s/%s", argv[1], "memory.oom_control");
    if ((ofd = open(buf, O_RDONLY)) == -1)
        die("memory.oom_control");

    snprintf(buf, BUFSIZE, "%d %d", efd, ofd);
    if (write(cfd, buf, strlen(buf)) == -1)
        die("write cgroup.event_control");

    if (close(cfd) == -1)
        die("close cgroup.event_control");

    for (;;) {
        if (read(efd, &u, sizeof(uint64_t)) != sizeof(uint64_t))
            die("read eventfd");
        printf("mem_cgroup oom event received\n");
    }

    return 0;
}

将上面的文件保存为~/oom_listen.c，然后测试如下

#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#编译程序
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ gcc ~/oom_listen.c -o ~/oom_listen
#启用oom killer
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 0 >> memory.oom_control"
#设置限额为2M，缩短测试周期
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 2M > memory.limit_in_bytes"
#启动监听程序
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ ~/oom_listen /sys/fs/cgroup/memory/test

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#连续运行两次mem-allocate，使它触发oom killer
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ ~/mem-allocate
1M memory allocated
Killed
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ ~/mem-allocate
1M memory allocated
Killed

#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#回到第二个窗口可以看到，收到了两次oom事件
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ ~/oom_listen /sys/fs/cgroup/memory/test
mem_cgroup oom event received
mem_cgroup oom event received

其他

进程迁移（migration）

当一个进程从一个cgroup移动到另一个cgroup时，默认情况下，该进程已经占用的内存还是统计在原来的cgroup里面，不会占用新cgroup的配额，但新分配的内存会统计到新的cgroup中（包括swap out到交换空间后再swap in到物理内存中的部分）。

我们可以通过设置memory.move_charge_at_immigrate让进程所占用的内存随着进程的迁移一起迁移到新的cgroup中。

enable： echo 1 > memory.move_charge_at_immigrate
disable：echo 0 > memory.move_charge_at_immigrate

注意: 就算设置为1，但如果不是thread group的leader，这个task占用的内存也不能被迁移过去。换句话说，如果以线程为单位进行迁移，必须是进程的第一个线程，如果以进程为单位进行迁移，就没有这个问题。

当memory.move_charge_at_immigrate被设置成1之后，进程占用的内存将会被统计到目的cgroup中，如果目的cgroup没有足够的内存，系统将尝试回收目的cgroup的部分内存（和系统内存紧张时的机制一样，删除不常用的file backed的内存或者swap out到交换空间上，请参考Linux内存管理），如果回收不成功，那么进程迁移将失败。

注意：迁移内存占用数据是比较耗时的操作。

移除cgroup

当memory.move_charge_at_immigrate为0时，就算当前cgroup中里面的进程都已经移动到其它cgropu中去了，由于进程已经占用的内存没有被统计过去，当前cgroup有可能还占用很多内存，当移除该cgroup时，占用的内存需要统计到谁头上呢？答案是依赖memory.use_hierarchy的值，如果该值为0，将会统计到root cgroup里；如果值为1，将统计到它的父cgroup里面。

force_empty

当向memory.force_empty文件写入0时（echo 0 > memory.force_empty），将会立即触发系统尽可能的回收该cgroup占用的内存。该功能主要使用场景是移除cgroup前（cgroup中没有进程），先执行该命令，可以尽可能的回收该cgropu占用的内存，这样迁移内存的占用数据到父cgroup或者root cgroup时会快些。

memory.swappiness

该文件的值默认和全局的swappiness（/proc/sys/vm/swappiness）一样，修改该文件只对当前cgroup生效，其功能和全局的swappiness一样，请参考Linux交换空间中关于swappiness的介绍。

注意：有一点和全局的swappiness不同，那就是如果这个文件被设置成0，就算系统配置的有交换空间，当前cgroup也不会使用交换空间。

memory.use_hierarchy

该文件内容为0时，表示不使用继承，即父子cgroup之间没有关系；当该文件内容为1时，子cgroup所占用的内存会统计到所有祖先cgroup中。

如果该文件内容为1，当一个cgroup内存吃紧时，会触发系统回收它以及它所有子孙cgroup的内存。

注意: 当该cgroup下面有子cgroup或者父cgroup已经将该文件设置成了1，那么当前cgroup中的该文件就不能被修改。

#当前cgroup和父cgroup里都是1
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat memory.use_hierarchy
1
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ cat ../memory.use_hierarchy
1

#由于父cgroup里面的值为1，所以修改当前cgroup的值失败
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 0 > ./memory.use_hierarchy"
sh: echo: I/O error

#由于父cgroup里面有子cgroup（至少有当前cgroup这么一个子cgroup），
#修改父cgroup里面的值也失败
dev@dev:/sys/fs/cgroup/memory/test$ sudo sh -c "echo 0 > ../memory.use_hierarchy"
sh: echo: I/O error

memory.soft_limit_in_bytes

有了hard limit（memory.limit_in_bytes），为什么还要soft limit呢？hard limit是一个硬性标准，绝对不能超过这个值，而soft limit可以被超越，既然能被超越，要这个配置还有啥用？先看看它的特点

当系统内存充裕时，soft limit不起任何作用
当系统内存吃紧时，系统会尽量的将cgroup的内存限制在soft limit值之下（内核会尽量，但不100%保证）

从它的特点可以看出，它的作用主要发生在系统内存吃紧时，如果没有soft limit，那么所有的cgroup一起竞争内存资源，占用内存多的cgroup不会让着内存占用少的cgroup，这样就会出现某些cgroup内存饥饿的情况。如果配置了soft limit，那么当系统内存吃紧时，系统会让超过soft limit的cgroup释放出超过soft limit的那部分内存（有可能更多），这样其它cgroup就有了更多的机会分配到内存。

从上面的分析看出，这其实是系统内存不足时的一种妥协机制，给次等重要的进程设置soft limit，当系统内存吃紧时，把机会让给其它重要的进程。

注意：当系统内存吃紧且cgroup达到soft limit时，系统为了把当前cgroup的内存使用量控制在soft limit下，在收到当前cgroup新的内存分配请求时，就会触发回收内存操作，所以一旦到达这个状态，就会频繁的触发对当前cgroup的内存回收操作，会严重影响当前cgroup的性能。

memory.pressure_level

这个文件主要用来监控当前cgroup的内存压力，当内存压力大时（即已使用内存快达到设置的限额），在分配内存之前需要先回收部分内存，从而影响内存分配速度，影响性能，而通过监控当前cgroup的内存压力，可以在有压力的时候采取一定的行动来改善当前cgroup的性能，比如关闭当前cgroup中不重要的服务等。目前有三种压力水平：

low

意味着系统在开始为当前cgroup分配内存之前，需要先回收内存中的数据了，这时候回收的是在磁盘上有对应文件的内存数据。

medium

意味着系统已经开始频繁为当前cgroup使用交换空间了。

critical

快撑不住了，系统随时有可能kill掉cgroup中的进程。

如何配置相关的监听事件呢？和memory.oom_control类似，大概步骤如下：

利用函数eventfd(2)创建一个event_fd
打开文件memory.pressure_level，得到pressure_level_fd
往cgroup.event_control中写入这么一串：<event_fd> <pressure_level_fd> <level>
然后通过读event_fd得到通知

注意：多个level可能要创建多个event_fd，好像没有办法共用一个（本人没有测试过）

Memory thresholds

我们可以通过cgroup的事件通知机制来实现对内存的监控，当内存使用量穿过（变得高于或者低于）我们设置的值时，就会收到通知。使用方法和memory.oom_control类似，大概步骤如下：

利用函数eventfd(2)创建一个event_fd
打开文件memory.usage_in_bytes，得到usage_in_bytes_fd
往cgroup.event_control中写入这么一串：<event_fd> <usage_in_bytes_fd> <threshold>
然后通过读event_fd得到通知

stat file

这个文件包含的统计项比较细，需要一些内核的内存管理知识才能看懂，这里就不介绍了（怕说错）。详细信息可以参考Memory Resource Controller中的“5.2 stat file”。这里有几个需要注意的地方：

里面total开头的统计项包含了子cgroup的数据（前提条件是memory.use_hierarchy等于1）。
里面的'rss + file_mapped"才约等于是我们常说的RSS（ps aux命令看到的RSS）
文件（动态库和可执行文件）及共享内存可以在多个进程之间共享，不过它们只会统计到他们的owner cgroup中的file_mapped去。（不确定是怎么定义owner的，但如果看到当前cgroup的file_mapped值很小，说明共享的数据没有算到它头上，而是其它的cgroup）

结束语

本篇没有介绍swap和kernel相关的内容，不过在实际使用过程中一定要留意swap空间，如果系统使用了交换空间，那么设置限额时一定要注意一点，那就是当cgroup的物理空间不够时，内核会将不常用的内存swap out到交换空间上，从而导致一直不触发oom killer，而是不停的swap out／in，导致cgroup中的进程运行速度很慢。如果一定要用交换空间，最好的办法是限制swap+物理内存的额度，虽然我们在这篇中没有介绍这部分内容，但其使用方法和限制物理内存是一样的，只是换做写文件memory.memsw.limit_in_bytes罢了。

在cgroup里面，跟CPU相关的子系统有cpusets、cpuacct和cpu。

其中cpuset主要用于设置CPU的亲和性，可以限制cgroup中的进程只能在指定的CPU上运行，或者不能在指定的CPU上运行，同时cpuset还能设置内存的亲和性。设置亲和性一般只在比较特殊的情况才用得着，所以这里不做介绍。

cpuacct包含当前cgroup所使用的CPU的统计信息，信息量较少，有兴趣可以去看看它的文档，这里不做介绍。

本篇只介绍cpu子系统，包括怎么限制cgroup的CPU使用上限及相对于其它cgroup的相对值。

本篇所有例子都在ubuntu-server-x86_64 16.04下执行通过

创建子cgroup

在ubuntu下，systemd已经帮我们mount好了cpu子系统，我们只需要在相应的目录下创建子目录就可以了

#从这里的输出可以看到，cpuset被挂载在了/sys/fs/cgroup/cpuset，
#而cpu和cpuacct一起挂载到了/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct下面
dev@ubuntu:~$ mount|grep cpu
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpuset)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpu,cpuacct)

#进入/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct并创建子cgroup
dev@ubuntu:~$ cd /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct
dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct$ sudo mkdir test
dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct$ cd test
dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ ls
cgroup.clone_children  cpuacct.stat   cpuacct.usage_percpu  cpu.cfs_quota_us  cpu.stat           tasks
cgroup.procs           cpuacct.usage  cpu.cfs_period_us     cpu.shares        notify_on_release

除了cgroup里面通用的cgroup.clone_children、tasks、cgroup.procs、notify_on_release这几个文件外，以cpuacct.开头的文件跟cpuacct子系统有关，我们这里只需要关注cpu.开头的文件。

cpu.cfs_period_us & cpu.cfs_quota_us

cfs_period_us用来配置时间周期长度，cfs_quota_us用来配置当前cgroup在设置的周期长度内所能使用的CPU时间数，两个文件配合起来设置CPU的使用上限。两个文件的单位都是微秒（us），cfs_period_us的取值范围为1毫秒（ms）到1秒（s），cfs_quota_us的取值大于1ms即可，如果cfs_quota_us的值为-1（默认值），表示不受cpu时间的限制。下面是几个例子：

1.限制只能使用1个CPU（每250ms能使用250ms的CPU时间）
    # echo 250000 > cpu.cfs_quota_us /* quota = 250ms */
    # echo 250000 > cpu.cfs_period_us /* period = 250ms */

2.限制使用2个CPU（内核）（每500ms能使用1000ms的CPU时间，即使用两个内核）
    # echo 1000000 > cpu.cfs_quota_us /* quota = 1000ms */
    # echo 500000 > cpu.cfs_period_us /* period = 500ms */

3.限制使用1个CPU的20%（每50ms能使用10ms的CPU时间，即使用一个CPU核心的20%）
    # echo 10000 > cpu.cfs_quota_us /* quota = 10ms */
    # echo 50000 > cpu.cfs_period_us /* period = 50ms */

cpu.shares

shares用来设置CPU的相对值，并且是针对所有的CPU（内核），默认值是1024，假如系统中有两个cgroup，分别是A和B，A的shares值是1024，B的shares值是512，那么A将获得1024/(1204+512)=66%的CPU资源，而B将获得33%的CPU资源。shares有两个特点：

如果A不忙，没有使用到66%的CPU时间，那么剩余的CPU时间将会被系统分配给B，即B的CPU使用率可以超过33%
如果添加了一个新的cgroup C，且它的shares值是1024，那么A的限额变成了1024/(1204+512+1024)=40%，B的变成了20%

从上面两个特点可以看出：

在闲的时候，shares基本上不起作用，只有在CPU忙的时候起作用，这是一个优点。
由于shares是一个绝对值，需要和其它cgroup的值进行比较才能得到自己的相对限额，而在一个部署很多容器的机器上，cgroup的数量是变化的，所以这个限额也是变化的，自己设置了一个高的值，但别人可能设置了一个更高的值，所以这个功能没法精确的控制CPU使用率。

cpu.stat

包含了下面三项统计结果

nr_periods：表示过去了多少个cpu.cfs_period_us里面配置的时间周期
nr_throttled：在上面的这些周期中，有多少次是受到了限制（即cgroup中的进程在指定的时间周期中用光了它的配额）
throttled_time: cgroup中的进程被限制使用CPU持续了多长时间(纳秒)

示例

这里以cfs_period_us & cfs_quota_us为例，演示一下如何控制CPU的使用率。

#继续使用上面创建的子cgroup： test
#设置只能使用1个cpu的20%的时间
dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ sudo sh -c "echo 50000 > cpu.cfs_period_us"
dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ sudo sh -c "echo 10000 > cpu.cfs_quota_us"

#将当前bash加入到该cgroup
dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ echo $$
5456
dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ sudo sh -c "echo 5456 > cgroup.procs"

#在bash中启动一个死循环来消耗cpu，正常情况下应该使用100%的cpu（即消耗一个内核）
dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ while :; do echo test > /dev/null; done

#--------------------------重新打开一个shell窗口----------------------
#通过top命令可以看到5456的CPU使用率为20%左右，说明被限制住了
#不过这时系统的%us+%sy在10%左右，那是因为我测试的机器上cpu是双核的，
#所以系统整体的cpu使用率为10%左右
dev@ubuntu:~$ top
Tasks: 139 total,   2 running, 137 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  5.6 us,  6.2 sy,  0.0 ni, 88.2 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :   499984 total,    15472 free,    81488 used,   403024 buff/cache
KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.   383332 avail Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 5456 dev       20   0   22640   5472   3524 R  20.3  1.1   0:04.62 bash

#这时可以看到被限制的统计结果
dev@ubuntu:~$ cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test/cpu.stat
nr_periods 1436
nr_throttled 1304
throttled_time 51542291833

结束语

使用cgroup限制CPU的使用率比较纠结，用cfs_period_us & cfs_quota_us吧，限制死了，没法充分利用空闲的CPU，用shares吧，又没法配置百分比，极其难控制。总之，使用cgroup的cpu子系统需谨慎。

资料摘自：https://segmentfault.com/a/1190000009732550

posted @ 2022-03-14 15:55 韩增阅读(1519) 评论(0) 编辑收藏举报

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Linux之Cgroup

cgroup和namespace类似，也是将进程进行分组，但它的目的和namespace不一样，namespace是为了隔离进程组之间的资源，而cgroup是为了对一组进程进行统一的资源监控和限制。

为什么需要cgroup

什么是cgroup

如何查看当前系统支持哪些subsystem

如何使用cgroup

如何查看当前进程属于哪些cgroup

所有的subsystems

结束语

本文将创建并挂载一颗不和任何subsystem绑定的cgroup树，用来演示怎么创建、删除子cgroup，以及如何往cgroup中添加和删除进程。

挂载cgroup树

创建和删除cgroup

添加进程

权限

cgroup.procs vs tasks

release_agent

结束语

本篇将介绍一个简单的subsystem，名字叫pids，功能是限制cgroup及其所有子孙cgroup里面能创建的总的task数量。

创建子cgroup

限制进程数

当前cgroup和子cgroup之间的关系

pids.current > pids.max的情况

结束语

为什么需要内存控制？

内存控制能控制些什么？

内核相关的配置

怎么控制？

创建子cgroup

添加进程

设置限额

触发控制

其他

进程迁移（migration）

移除cgroup

force_empty

memory.swappiness

memory.use_hierarchy

memory.soft_limit_in_bytes

memory.pressure_level

low

medium

critical

Memory thresholds

stat file

结束语

在cgroup里面，跟CPU相关的子系统有cpusets、cpuacct和cpu。

创建子cgroup

cpu.cfs_period_us & cpu.cfs_quota_us

cpu.shares

cpu.stat

示例

结束语

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