cgroup 简介

2022 年 7 月 03 日
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本文对 linux 提供的 cgroup 能力，已期望说明以下内容：

什么是 cgroups ?
为什么需要 cgroups ?
cgroups 是怎么实现的?
如何使用 cgroups ?

1 什么是 cgroups ?

CGroups 提供了一套管理进程（子进程）资源控制机制。

定义了以下专业术语:cgroup：使用一个或多个 subsystems 的参数集合来控制一组任务集合。subsystem：subsystem 是内核提供的管理特定资源的资源控制器。hierarchy：hierarchy 是一个逻辑概念，cgroup 按照 subsystem 进行分类，形成一系列 cgroups，并以 tree 的结构组织，hierarchy 这里指的是类似 tree 层级。每个 hierarchy 层级可以映射到操作系统中的虚拟文件系统，每个 subsystem 映射到一颗 cgroup tree。

用户态程序会使用 cgroup 虚拟文件系统对应的名字来创建、删除 cgroup 实例、设置或查询任务所在的 cgroup。这些操作只影响 cgroup 文件系统中关联的 cgroup 实例所在的 hierarchy。

2 为什么需要 cgroups?

Linux 内核为了使用了多种技术（cpusets, CKRM/ResGroups, UserBeanCounters, 以及 virtual servernamespaces）管理进程。这些技术都需要对进程分组/分区。

内核提供的 cgroup 提供了一套内核机制。举例来说：

echo pid > /sys/fs/cgroup/network/<new_class>/tasks

只需要把管理的任务写入，即可达到对某一资源的控制（如 network）。

3 cgroup 是如何实现的?

cgroups 扩展了内核以下内容:

每个任务在系统中指向一个 css_set 结构体指针.
一个 css_set 含有一系列指向 cgroup_subsys_state 结构体的指针, 每个 cgroup_subsys_state 对应一个 cgroup subsystem.
cgroup hierarchy 文件可以被挂载浏览、执行用户态操作.
查看 cgroup 下所有的任务 PID.

具体在内核中如何通过 css_set 管理不在本文讨论范围之内。

在文件夹目录下，可以看到 cgroup 含有以下文件夹内容:

tasks: 一系列的 pids. 将进程 ID 写入这个文件会将其移动到这个 cgroup.
cgroup.procs: 一系列的进程组 IDs.将进程组 ID 写入这个文件会将其移动到这个 cgroup.
notify_on_release flag: 是否运行 release agent?
release_agent: 用于发布通知的路径（此文件仅存在于顶级 cgroup）

cgroups 可以使用 mkdir 系统调用或者 shell 命令创建，cgroup 的属性则可以通过修改相应的文件内容进行修改。

美团对这个架构图有一个绘制，如图所示。

图1 cgroups架构图

4 如何使用 cgroups ?

以一个 httpd 程序 pid=51656 程序为例，需要限制 httpd cpu 使用 2，3， mem 使用 1 限制，net 限制使用 cg3 中已有的配置内容。示意图如图所示

  ## 限制cpu、mem使用  cd /sys/fs/cgroup/cpu_mem_cg  mkdir cg2  cd cg2  /bin/echo 2-3 > cpuset.cpus  /bin/echo 1 > cpuset.mems  /bin/echo 51565 > tasks  ## 限制net使用  cd /sys/fs/cgroup/net/cg3  /bin/echo 51565 > tasks

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