Linux Cgroups详解(一)

Cgroups是什么?

Cgroups是control groups的缩写,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

Cgroups可以做什么?

Cgroups最初的目标是为资源管理提供的一个统一的框架,既整合现有的cpuset等子系统,也为未来开发新的子系统提供接口。现在的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OOMout 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。

5.进程组控制(Control)。比如:使用freezer子系统可以将进程组挂起和恢复。

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。

PS:Linux cgroups详解系列是本人毕业论文部分章节的草稿,算是为论文打前站,欢迎方家斧正。

posted on 2012-04-17 16:05 lisperl 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏