【Docker入门】cgroups 资源控制

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文章目录

什么是cgroups
基础命令
- pidstat
- stress
cgroups信息查看
使用cgroups对内存进行控制
使用cgroups对CPU进行控制
- [创建cpu 的cgroup](#创建cpu 的cgroup)
- 开启一个stress模拟cpu使用
- 检测控制效果
完结撒花！🎉

什么是cgroups

cgroups（Control Groups）是Linux 内核提供的一种机制：根据需求把一系列系统任务及其子任务整合（分隔）到按资源划分等级的不同组内，从而为系统资源管理提供一个统一的框架。

cgroups 能够对 CPU、内存等资源进行精细化管控，是操作系统底层的核心资源控制机制。

基础命令

pidstat

pidstat 是systat的一个命令，用于监控全部或者指定进程的CPU、内存、线程、设别IO等系统资源的占用情况。

用户可以通过指定统计的次数和时间来获得所需的统计信息。

powershell 复制代码

pidstat [选项] [<时间间隔>] [<次数>]

首先我们需要在系统里面安装sysstat 命令

powershell 复制代码

apt install sysstat -y

参数：

-u：默认参数 ，显示各进程的CPU 使用统计
-r：显示各进程的内存使用统计
-d：显示各进程的IO使用情况
-p：指定进程号 ，ALL表示所有进程
-C：指定命令

*-l：显示命令名和所有参数

stress

stress是Linux的一个压力测试工具，可以对CPU、Memory、IO、磁盘进行压力测试

首先在系统安装stress命令

powershell 复制代码

apt install stress -y

powershell 复制代码

stress [option [arg]]

参数

-c N：产生N个进程，每个进程循环调用sqrt函数产生CPU压力
-i N：产生N个进程，每个进程循环调用sync将内存缓冲区内容写到硬盘上，产生IO压力
-m N：产生N个进程，每个进程循环调用malloc函数分配和free释放内存
--vm-bytes B：指定分配内存大小
--vm-keep：一致占用内存，区别在于不断释放和重新分配内存
-d N：产生N个不断执行write和unlink函数的进程（创建文件、写入文件、删除文件）
-t N：在N秒后结束程序
-q：程序在运行过程中不输出信息

我们要监控一个stress程序所有的进程中的CPU，监控周期是2秒检测一次，检测10000次

powershell 复制代码

pidstat -C stress -p ALL  -u 2 10000

随后，我们在stress中执行stress -c 1命令 ，如下图 CPU 基本爆满

cgroups信息查看

cgroups版本查看 ：存在有cgroup v1和cgroup v2

powershell 复制代码

cat /proc/filesystems | grep cg

那么两个有什么区别呢？

v1：每个控制器有自己的目录（如 /sys/fs/cgroup/cpu/, /sys/fs/cgroup/memory/）
v2：只有一个统一的挂载点 /sys/fs/cgroup/，所有控制器都在这里

cgroups子系统查看 ：支持对哪些资源(左侧)可以控制

powershell 复制代码

# cgcroup1
cat /proc/cgroups

系统默认挂载了 cgroup v2 文件系统, 默认存储位置是/sys/fs/cgroup/

powershell 复制代码

# cgcroup2
cat /sys/fs/cgroup/cgroup.controllers

cgroups挂载信息的查看：

powershell 复制代码

# cgroup2 挂载
mount |grep cgroup

查看一个进程上的cgroup 限制

powershell 复制代码

# cgroup2
cat /proc/$$/cgroup
ll /sys/fs/cgroup/user.slice/user-0.slice/session-14557.scope

在user.slice目录中，里面有对init进程详细限制信息

使用cgroups对内存进行控制

确认当前版本的cgroup，支持对内存的控制

创建一个内存cgroup

以cgroup2操作
创建内存的cgroup，创建子cgroup目录

powershell 复制代码

mkdir /sys/fs/cgroup/test_memory
ll /sys/fs/cgroup/test_memory/

配置内存

配置 cgroup 最大使用20MB内存

powershell 复制代码

cd /sys/fs/cgroup/test_memory
echo 20M > memory.max

启动一个stress进程

启动一个stress进程（同时启动监控），也就是消耗内存的进程，每个进程占用50MB内存

powershell 复制代码

cd /sys/fs/cgroup/test_memory
stress -m 1 --vm-bytes 50M

再启动一个shell，启动监控进程

powershell 复制代码

pidstat -r -C stress -p ALL 2 10000

检测cgroup效果

将进程ID移动到我们的cgroup.procs策略 中，同时我们发现stress进程因为无法申请到足够内存而退出，进程消失。

使用cgroups对CPU进行控制

以cgroup2操作

创建cpu 的cgroup

我们先进入到挂载点/sys/fs/cgroup/，创建test_cpu，通过ll命令可以看到系统自动帮我们创建cgroup的cpu策略。

powershell 复制代码

cd /sys/fs/cgroup/
mkdir test_cpu
ll test_cpu

开启一个stress模拟cpu使用

powershell 复制代码

stress -c 1

再使用一个监控进程

powershell 复制代码

pidstat -u -C stress -p ALL 2 10000

检测控制效果

设置cgroup的cpu使用率为30%，计算公式有两种

cfs_period_us：cfs_period_us 表示一个 cpu 带宽，单位为微秒。系统总 CPU 带宽，默认值100000
cfs_quota_us：cfs_quota_us 表示 Cgroup 可以使用的 cpu 的带宽，单位为微秒。cfs_quota_us 为-1，表示使用的 CPU 不受 cgroup 限制。cfs_quota_us 的最小值为1ms(1000)，最大值为1s

我们将cfs_quota_us的值设置为30000，从理论上讲就可以限制test_cpu控制的进程的cpu利用率最大30%

powershell 复制代码

cd /sys/fs/cgroup/test_cpu
echo "30000 100000">cpu.max
echo 3246800 > cgroup.procs

实际上，我们观察发现cpu使用率成功降到30%

完结撒花！🎉

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