Linux系统中cgroup介绍

发布日期：2025-04-10 02:30:23 浏览次数：8 分类：精选文章

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Cgroups简介

Cgroups（控制组）是Linux内核的一个重要功能，用于限制、统计和分离一组进程的资源使用。简单来说，Cgroups允许管理员对特定进程组限制CPU、内存、磁盘输入输出等资源的使用，从而避免资源耗尽或其他安全问题。

Cgroups的核心概念

任务（Task）

在Cgroups中，任务指的是系统中的一个进程。每个进程都可以独立或加入到多个控制组中。

控制族群（Control Group）

控制族群是将进程分组划分的基础单元，用于限制特定进程组的资源使用。一个控制族群可以包含多个进程，管理员可以为每个控制族群设置资源限制。

层级结构（Hierarchy）

Cgroups支持层级结构，父节点的属性会自动继承给子节点，但子节点也可以有独立的属性。这种结构使得资源限制更加灵活和有序。

子系统（Subsystem）

Cgroups的功能是通过多个子系统实现的，每个子系统（如cpu、memory、blkio等）都有自己的状态和限制方式。例如，memory子系统用于限制内存使用，cpu子系统用于限制CPU使用。

Cgroups子系统介绍

Cgroups提供了多种子系统，每个子系统负责不同的资源限制和管理：

Blkio

限制块设备的输入/输出流量，适用于磁盘、固态硬盘和其他块设备。

CPU

通过调度程序控制进程对CPU的访问频率，确保任务不会占用过多CPU资源。

CPUAccounting（CPUacct）

自动生成进程使用的CPU资源报告，帮助管理员监控和管理CPU使用情况。

Cpuset

将进程限制在特定的CPU和内存节点中，适用于 NUMA架构的系统。

Devices

控制进程对设备的访问权限，确保进程只能访问指定的设备。

Freezer

将进程挂起或恢复，用于资源调度和管理。

Memory

限制进程使用的内存总量，并生成内存使用报告。

NetCls

使用网络类别标记数据包，配合流量控制程序（tc）实现网络流量限制。

NetPrio

设置网络传输优先级，类似于 socket 选项，但支持动态管理。

HugeTLB

控制大页表（HugeTLB）的资源使用。

Cgroups在Linux中的使用与安装

Cgroups最初由Google开发，后来被Linux内核采用。以下是安装和配置的基本步骤：

查看系统支持

使用 lssubsys -all 列出系统支持的子系统，确保Cgroups功能已启用。

安装Cgroups工具

如果系统提示缺少 lssubsys，安装 cgroup-bin 软件包。

配置Cgroups

使用 cfconfig.conf 文件配置Cgroups，定义挂载点和权限。例如，创建一个cpu子系统并挂载到 /mnt/cgroups/cpu。

用户空间挂载

使用 mount -t cgroup 将Cgroups挂载到用户空间，创建层级结构并设置权限。

Cgroups的实际应用

CPU资源控制

通过设置 cpu.cfs_quota_us 和 cpu.cfs_period_us 属性，限制进程对CPU的占用率。例如，设置CPU占用率为50%，可以避免某些进程占用过多资源。

内存资源管理

使用 memory.limit_in_bytes 和 memory.soft_limit_in_bytes 属性，限制内存使用。软限制主要用于优化内存使用情况。

进程管理

通过 tasks 文件添加进程ID，监控和管理特定进程的资源使用。

常见问题与解决方案

安装失败

如果提示 lssubsys 不存在，安装 cgroup-bin 软件包。

子系统不支持

确保内核配置支持相关子系统，例如 CONFIG_CGROUPS=y。

资源限制不生效

检查配置文件是否正确，权限是否设置合理，且子系统是否已挂载。

通过合理配置Cgroups，管理员可以更好地管理系统资源，优化容器化和虚拟化环境的性能表现。

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