Cgroup cpu，cpuacct 子系统

2022 年 7 月 10 日
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本文是一系列对 cgroup 说明的文档，已期望说明 cgroup 子系统涉及的所有子系统，本文只对 cpu，cpuacct 进行说明，本文的目录如下

什么是 cpu 子系统？
runc cgroup cpu 是如何调用的？
什么是 cpuacct 子系统？
runc cgroup cpuacct 是如何调用的

1 什么是 cpu 子系统 ?

cpu 子系统调度 CPU 对 cgroup 的访问。可以使用两个调度程序来调度 CPU 资源。一种是 Completely Fair Scheduler (CFS) ，一种是 Real-Time scheduler (RT) 。在 cgroup 下相关的目录内容如下：

ls -al /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/## 使用cfs调度，比如在1s周期内任务请求0.2s执行时间，## cpu.cfs_period_us=1000000，cpu.cfs_quota_us=200000cpu.cfs_period_us ## cgroup请求分配cpu的周期cpu.cfs_quota_us  ## cpu.cfs_period_us周期内分配的任务时间cpu.rt_period_us ## 实时调度请求分配cpu周期cpu.rt_runtime_us ## 实时调度分配的周期内的任务运行时间## cpu.shares共享相对时间。## 举例1来说，task1所在cgroup.share=100,## task2所在cgroup.share=100,两者共享cpu比例1:1## 举例2来说，task1所在cgroup.share=100,## task2所在cgroup.share=200,两者共享cpu比例1:2cpu.shares## cpu元数据信息，## cpu.stat含有nr_periods，nr_throttled，throttled_time## nr_periods代表走过多少个cpu.cfs_period_us周期## nr_throttled代表有多少次任务执行超过了分配的周期## throttled_time超过分配周期的时间cpu.stat

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2 runc cgroup cpu 是如何调用的?

目前的常见的容器技术 docker 底层其实是 runc 的调用实现，

runc 对 cpu 的限制正是通过 cgroup 来实现的，以容器运行时中 runc 中的设置 cpu 权限逻辑为例：

查看 cpu.shares 参数是否合理，可以写入。需要保证写入的 cpu.shares 和设置的值保持一致。
查看 cpu.cfs_period_us 是否需要设置。不设置继承父级参数。
查看 cpu.cfs_quota_us 是否需要设置。不设置继承父级参数。
查看 cpu.rt_period_us 是否需要设置。不设置继承父级参数。
查看 cpu.rt_runtime_us 是否需要设置。不设置继承父级参数。

3 什么是 cpuacct 子系统 ?

CPU (cpuacct) 子系统会自动生成 cgroup 中的任务使用的 CPU 资源报告，包括子组中的任务。提供三种报告：

cpuacct.usage：cgroup 中所有任务（包括层次结构中较低的任务）消耗的总 CPU 时间（以纳秒为单位）。

cpuacct.stat：报告此 cgroup 中所有任务（包括层次结构中较低的任务）消耗的用户和系统 CPU 时间：user — 用户模式下任务消耗的 CPU 时间。system — 系统（内核）模式下的任务消耗的 CPU 时间。

cpuacct.usage_percpu 报告此 cgroup 中的所有任务（包括层次结构中较低的任务）在每个 CPU 上消耗的 CPU 时间（以纳秒为单位）。

对应的文件如下：

# cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/user.slice/a/cpuacct.usage13295407# cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/user.slice/a/cpuacct.usage_all cpu user system0 0 01 0 02 0 03 0 0...79 0 0# cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/user.slice/a/cpuacct.usage_percpu0 0 0 0 0 0 0 63245 0 90847 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 584011 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1569189 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9476900 0 0 0 0 0 953186 0 56507 0 50333 0 0 0 0 0 451189 0 0 0 0# cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/user.slice/a/cpuacct.usage_percpu_sys 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 463393 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4398319 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30973 0 0 0 0# cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/user.slice/a/cpuacct.usage_percpu_user 0 0 0 0 0 0 0 63245 0 90847 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 584011 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1105796 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5078581 0 0 0 0 0 983178 0 56507 0 50333 0 0 0 0 0 420216 0 0 0 0# cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/user.slice/a/cpuacct.usage_sys 4892685# cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/user.slice/a/cpuacct.usage_user 8432714