Linux下cgroup技术简介

cgroup(Control Group)是Linux内核提供的一种资源管理机制,用于限制、控制和监控进程组的资源使用情况。它可以将一组进程组织在一个或多个cgroup中,并为每个cgroup分配资源,并设置资源限制。cgroup可以用于限制CPU、内存、磁盘I/O、网络带宽等资源的使用。

cgroup技术的主要特点包括:

层次化管理:cgroup支持将进程分组为多个层次化的cgroup,每个cgroup可以有自己的资源限制和监控策略。这种层次化管理可以方便地进行细粒度的资源控制。

动态调整:cgroup允许动态地调整资源限制和监控策略。管理员可以根据需要随时修改cgroup的资源限制,而不需要重启系统或重新启动进程。

统一接口:cgroup提供了一套统一的接口,可以通过文件系统的方式访问和修改cgroup的属性。这样,管理员可以使用标准的命令行工具或编程接口来管理和监控cgroup。

资源统计:cgroup可以统计每个cgroup的资源使用情况,包括CPU使用时间、内存使用量、磁盘I/O等。这些统计信息可以用于监控和性能分析。

cgroup技术在容器化技术中得到广泛应用,例如Docker等容器管理工具就使用了cgroup来对容器进行资源限制和管理。通过cgroup,可以有效地隔离不同容器的资源使用,避免资源争用和滥用,提高系统的稳定性和性能。

cgroup主要接口

cgroup主要通过文件系统的方式提供了一套统一的接口,可以用于访问和管理cgroup的属性。以下是一些常用的cgroup接口:

/sys/fs/cgroup/:cgroup的根目录,包含了所有cgroup的层次结构。

/sys/fs/cgroup/cpu/:CPU资源控制相关的接口。
- cpu.cfs_quota_us:设置CPU配额,以微秒为单位。
- cpu.cfs_period_us:设置CPU周期,以微秒为单位。
- cpu.shares:设置CPU权重。

/sys/fs/cgroup/memory/:内存资源控制相关的接口。
- memory.limit_in_bytes:设置内存限制,以字节为单位。
- memory.stat:获取内存使用统计信息,如内存使用量、缓存、交换等。

/sys/fs/cgroup/devices/:设备资源控制相关的接口。
- devices.deny:禁止所有设备访问。
- devices.allow:允许指定设备访问。

/sys/fs/cgroup/net_cls/:网络资源控制相关的接口。
- net_cls.classid:设置网络分类标识符。

/sys/fs/cgroup/blkio/:块I/O资源控制相关的接口。
- blkio.throttle.read_bps_device:设置块读取速率限制。
- blkio.throttle.write_bps_device:设置块写入速率限制。

这些接口可以通过读写相应的文件来进行设置和查询。管理员可以使用标准的命令行工具如echo、cat等来操作这些接口,也可以使用编程接口如libcgroup、libcg等来进行编程管理。

docker中使用cgroup举例

Docker使用cgroup来进行容器的资源管理和限制。下面是一个使用cgroup的Docker示例:

创建一个cgroup:

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$ sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cpu/mycgroup

设置cgroup的资源限制:

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$ sudo sh -c "echo 50000 > /sys/fs/cgroup/cpu/mycgroup/cpu.cfs_quota_us"
$ sudo sh -c "echo 100000 > /sys/fs/cgroup/cpu/mycgroup/cpu.cfs_period_us"

上述命令将设置cgroup的CPU配额为50ms(50000微秒),CPU周期为100ms(100000微秒),表示该cgroup最多可以使用50%的CPU时间。

运行Docker容器并将其加入到cgroup中:

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$ sudo docker run -d --name mycontainer --cgroup-parent=/mycgroup busybox sleep 3600

上述命令将运行一个名为mycontainer的Docker容器,并将其加入到之前创建的mycgroup中。

查看cgroup的资源使用情况:

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$ sudo cat /sys/fs/cgroup/cpu/mycgroup/cpuacct.usage

上述命令将显示mycgroup的CPU使用时间。

通过以上步骤,我们创建了一个名为mycgroup的cgroup,并将运行的Docker容器加入到该cgroup中,同时设置了CPU配额和周期。这样,Docker容器将受到cgroup的CPU限制,最多只能使用50%的CPU时间。管理员可以根据需要,使用类似的方式设置其他资源限制,如内存、磁盘I/O等。

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