Linux下怎么用cgroups管理CPU资源

通过前面的介绍，大家获悉Linux中cgroups可用来限制cpu资源，那样具体要怎么样达成呢？下面记者就给大伙介绍下Linux中怎么用cgroups来限制cpu资源。

这回说说如何通过 cgroups 来管理 cpu 资源。先说控制进程的 cpu 用。在一个机器上运行多个可能消耗很多资源的程序时，大家不期望出现某个程序占据了所有些资源，致使其他程序没办法正常运行，或者导致系统假死没办法维护。这个时候用 cgroups 就能非常不错地控制进程的资源占用。这里单说 cpu 资源。

cgroups 里，可以用 cpu.cfs_period_us 和 cpu.cfs_quota_us 来限制该组中的所有进程在单位时间里可以用的 cpu 时间。这里的 cfs 是完全公平调度器的缩写。cpu.cfs_period_us 就是时间周期，默觉得 100000，即百毫秒。cpu.cfs_quota_us 就是在这段时间内可用的 cpu 时间，默认 -1，即无限制。

跑一个耗 cpu 的程序

代码如下：

# echo while True： pass|python

［1］ 1532

TOP 一下可以看到，这进程占了 100% 的 cpu

代码如下：

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

1532 root 20 0 112m 3684 1708 R 99.6 0.7 0:30.42 python

。。。

然后就来对这个进程做一下限制。先把 /foo 这个控制组的限制修改一下，然后把进程加入进来。

代码如下：

echo 50000 》/sys/fs/cgroup/cpu/foo/cpu.cfs_quota_us

echo 1532 》/sys/fs/group/cpu/foo/tasks

可见，修改设置仅需写入相应文件，将进程加入 cgroup 也仅需将 pid 写入到其中的 tasks 文件即可。这里将 cpu.cfs_quota_us 设为 50000，相对于 cpu.cfs_period_us 的 100000 即 50%。再 TOP 一下看看成效。

代码如下：

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

1532 root 20 0 112m 3684 1708 R 50.2 0.7 5:00.31 python

。。。

可以看到，进程的 cpu 占用已经被成功地限制到了 50% 。这里，测试的虚拟机只有一个核心。在多核状况下，看到的值会不同。另外，cfs_quota_us 也是可以大于 cfs_period_us 的，这主如果对于多核状况。有 n 个核时，一个控制组中的进程自然最多就可以用到 n 倍的 cpu 时间。

这两个值在 cgroups 层次中是有限制的，下层的资源不可以超越上层。具体的说，就是下层的 cpu.cfs_period_us 值不可以小于上层的值，cpu.cfs_quota_us 值不可以大于上层的值。

另外的一组 cpu.rt_period_us、cpu.rt_runtime_us 对应的是实时进程的限制，平常可能不会有机会用到。

在 cpu 子系统中，cpu.stat 就是用前面那种办法做的资源限制的统计了。nr_periods、nr_throttled 就是总共经过的周期，和其中受限制的周期。throttled_time 就是总共被控制组掐掉的 cpu 用时间。

还有个 cpu.shares， 它也是用来限制 cpu 用的。但与 cpu.cfs_quota_us、cpu.cfs_period_us 有挺大不同。cpu.shares 不是限制进程能用的绝对的 cpu 时间，而是控制每个组之间的配额。譬如

代码如下：

/cpu/cpu.shares ： 1024

/cpu/foo/cpu.shares ： 2048

那样当两个组中的进程都满负荷运行时，/foo 中的进程所能占用的 cpu 就是 / 中的进程的两倍。假如再建一个 /foo/bar 的 cpu.shares 也是 1024，且也有满负荷运行的进程，那 /、/foo、/foo/bar 的 cpu 占用比就是 1:2：1 。前面说的是各自都跑满的状况。假如其他控制组中的进程闲着，那某一个组的进程完全可以用满全部 cpu。可见一般情况下，这种方法在保证公平的状况下能更充分借助资源。

除此之外，还可以限定进程可以用什么 cpu 核心。cpuset 子系统就是处置进程可以用的 cpu 核心和内存节点，与其他一些有关配置。这部分的不少配置都和 NUMA 有关。其中 cpuset.cpus、cpuset.mems 就是用来限制进程可以用的 cpu 核心和内存节点的。这两个参数中 cpu 核心、内存节点都用 id 表示，之间用 ， 分隔。譬如 0，1，2 。也可以用 - 表示范围，如 0-3 。两者可以结合起来用。如0-2，6，7。在添加进程前，cpuset.cpus、cpuset.mems 需要同时设置，而且需要是兼容的，不然会出错。比如

代码如下：

# echo 0 》/sys/fs/cgroup/cpuset/foo/cpuset.cpus

# echo 0 》/sys/fs/cgroup/cpuset/foo/cpuset.mems

如此， /foo 中的进程只能用 cpu0 和内存节点0。用

代码如下：

# cat /proc/《pid》/status|grep _allowed_list

可以验证成效。

cgroups 除去用来限制资源用外，还有资源统计的功能。做云计算的计费就能用到它。有一个 cpuacct 子系统专门用来做 cpu 资源统计。cpuacct.stat 统计了该控制组中进程用户态和内核态的 cpu 用量，单位是 USER_HZ，也就是 jiffies、cpu 滴答数。每秒的滴答数可以用 getconf CLK_TCK 来获得，一般是 100。将看到的值除以这个值就能换算成秒。

cpuacct.usage 和 cpuacct.usage_percpu 是该控制组中进程消耗的 cpu 时间，单位是纳秒。后者是分 cpu 统计的。

P.S. 2014-4-22

发目前 SLES 11 sp2、sp3 ，对应内核版本 3.0.13、 3.0.76 中，对 cpu 子系统，将 pid 写入 cgroup.procs 不会实质生效，要写入 tasks 才行。在其他环境中，更高版本或更低版本内核上均未发现

上面就是Linux中用cgroups控制cpu资源的办法介绍了，假如你运行的程序占用过多资源，可以用cgroups控制cpu资源，快点尝试一下吧。