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control groups 简称 cgroups,是 Linux 内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组(process groups)所使用的物理资源(如:cpu,memory,IO 等等)的机制。最初由 google 的工程师提出,后来被整合进 Linux 内核。Cgroups 也是 LXC 为实现虚拟化所使用的资源管理手段,可以说没有 cgroups 就没有 LXC。
从 2.6.24 版本开始,linux 内核提供了一个叫做 cgroups(控制组)的特性。cgroups 就是 control groups 的缩写,用来对一组进程所占用的资源做限制、统计、隔离。也是目前轻量级虚拟化技术 lxc(linux container)的基础之一。每一组进程就是一个控制组,也就是一个 cgroup。cgroups 分为几个子系统,每个子系统代表一种设施或者说是资源控制器,用来调度某一类资源的使用,如 cpu 时钟、内存、块设备 等。
cgroups 适用于多种应用场景,从单个进程的资源控制,到实现操作系统层次的虚拟化(OS Level Virtualization)。
Cgroups 提供了一下功能:
1. 限制进程组可以使用的资源数量(Resource limiting )。比如:memory 子系统可以为进程组设定一个 memory 使用上限,一旦进程组使用的内存达到限额再申请内存,就会出发 OOM(out of memory)。
2. 进程组的优先级控制(Prioritization )。比如:可以使用 cpu 子系统为某个进程组分配特定 cpu share。
3. 记录进程组使用的资源数量(Accounting )。比如:可以使用 cpuacct 子系统记录某个进程组使用的 cpu 时间
4. 进程组隔离(Isolation)。比如:使用 ns 子系统可以使不同的进程组使用不同的 namespace,以达到隔离的目的,不同的进程组有各自的进程、网络、文件系统挂载空间。
Cgroups 相关概念及其关系相关概念
1. 任务(task)。在 cgroups 中,任务就是系统的一个进程。
2. 控制族群(control group)。控制族群就是一组按照某种标准划分的进程。Cgroups 中的资源控制都是以控制族群为单位实现。一个进程可以加入到某个控制族群,也从一个进程组迁移到另一个控制族群。一个进程组的进程可以使用 cgroups 以控制族群为单位分配的资源,同时受到 cgroups 以控制族群为单位设定的限制。
3. 层级(hierarchy)。控制族群可以组织成 hierarchical 的形式,既一颗控制族群树。控制族群树上的子节点控制族群是父节点控制族群的孩子,继承父控制族群的特定的属性。
4. 子系统(subsytem)。一个子系统就是一个资源控制器,比如 cpu 子系统就是控制 cpu 时间分配的一个控制器。子系统必须附加(attach)到一个层级上才能起作用,一个子系统附加到某个层级以后,这个层级上的所有控制族群都受到这个子系统的控制。
相互关系
1. 每次在系统中创建新层级时,该系统中的所有任务都是那个层级的默认 cgroup(我们称之为 root cgroup ,此 cgroup 在创建层级时自动创建,后面在该层级中创建的 cgroup 都是此 cgroup 的后代)的初始成员。
2. 一个子系统最多只能附加到一个层级。
3. 一个层级可以附加多个子系统
4. 一个任务可以是多个 cgroup 的成员,但是这些 cgroup 必须在不同的层级。
5. 系统中的进程(任务)创建子进程(任务)时,该子任务自动成为其父进程所在 cgroup 的成员。然后可根据需要将该子任务移动到不同的 cgroup 中,但开始时它总是继承其父任务的 cgroup。
Cgroups 子系统介绍
blkio — 这个子系统为块设备设定输入 / 输出限制,比如物理设备(磁盘,固态硬盘,USB 等等)。
cpu — 这个子系统使用调度程序提供对 CPU 的 cgroup 任务访问。
cpuacct — 这个子系统自动生成 cgroup 中任务所使用的 CPU 报告。
cpuset — 这个子系统为 cgroup 中的任务分配独立 CPU(在多核系统)和内存节点。
devices — 这个子系统可允许或者拒绝 cgroup 中的任务访问设备。
freezer — 这个子系统挂起或者恢复 cgroup 中的任务。
memory — 这个子系统设定 cgroup 中任务使用的内存限制,并自动生成由那些任务使用的内存资源报告。
net_cls — 这个子系统使用等级识别符(classid)标记网络数据包,可允许 Linux 流量控制程序(tc)识别从具体 cgroup 中生成的数据包。
ns — 名称空间子系统。
到此,关于“Linux 的 cgroups 概念是什么”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注丸趣 TV 网站,丸趣 TV 小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!