博客

一、cgroups概念

cgroup全称是control groups，被整合在了linux内核当中，把进程（tasks）放到组里面，对组设置权限，对进程进行控制。可以理解为用户和组的概念，用户会继承它所在组的权限。

查看cgroup目录：

mount -t cgroup

/sys/fs/cgroup下的每个文件夹就是一个子系统。

cgroup on /sys/fs/cgroup/systemd type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,xattr,release_agent=/lib/systemd/systemd-cgroups-agent,name=systemd)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpuset)
cgroup on /sys/fs/cgroup/blkio type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,blkio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/hugetlb type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,hugetlb)
cgroup on /sys/fs/cgroup/net_cls,net_prio type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,net_cls,net_prio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/pids type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,pids)
cgroup on /sys/fs/cgroup/rdma type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,rdma)
cgroup on /sys/fs/cgroup/freezer type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,freezer)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpu,cpuacct)
cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,memory)
cgroup on /sys/fs/cgroup/perf_event type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,perf_event)
cgroup on /sys/fs/cgroup/devices type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,devices)

$ ls /sys/fs/cgroup/
blkio  cpu  cpuacct  cpu,cpuacct  cpuset  devices  freezer  hugetlb  memory  net_cls  net_cls,net_prio  net_prio  perf_event  pids  rdma  systemd

二、cpu子系统

调度 cgroup 对 CPU 的获取量。可用以下两个调度程序来管理对 CPU 资源的获取：

1. 完全公平调度程序（CFS），一个比例分配调度程序，可根据任务优先级 ∕ 权重或 cgroup 分得的份额，在任务群组（cgroups）间按比例分配 CPU 时间（CPU 带宽）。
2. 实时调度程序（RT），一个任务调度程序，可对实时任务使用 CPU 的时间进行限定。

2.1、CFS

1. cpu.cfs_period_us：此参数可以设定重新分配 cgroup 可用 CPU 资源的时间间隔，单位为微秒，上限1秒，下限1000微秒。即设置单个CPU重新分配周期。
2. cpu.cfs_quota_us：此参数可以设定在某一阶段（由 cpu.cfs_period_us 规定）某个 cgroup 中所有任务可运行的时间总量，单位为微秒。即每个周期时间内，可以使用多长时间的CPU（单个），该值可以大于cfs_period_us的值，表示可以利用多个CPU来满足CPU使用时长。
3. cpu.shares：用一个整数来设定cgroup中任务CPU可用时间的相对比例。该参数是对系统所有CPU做分配，不是单个CPU。
4. cpu.stat：报告 CPU 时间统计 。

nr_periods ： 经过的周期间隔数。

nr_throttled ： cgroup 中任务被节流的次数（即耗尽所有按配额分得的可用时间后，被禁止运行）。

throttled_time ： cgroup 中任务被节流的时间总计（以纳秒为单位）。

2.2、RT

RT 调度程序与 CFS 类似，但只限制实时任务对 CPU 的存取。

1. cpu.rt_period_us：此参数可以设定在某个时间段中 ，每隔多久，cgroup 对 CPU 资源的存取就要重新分配，单位为微秒（µs，这里以“us”表示），只可用于实时调度任务。
2. cpu.rt_runtime_us：此参数可以指定在某个时间段中， cgroup 中的任务对 CPU 资源的最长连续访问时间，单位为微秒（µs，这里以“us”表示），只可用于实时调度任务。

2.3、示例

1. 一个 cgroup 使用一个 CPU 的 25%，同时另一个 cgroup 使用此 CPU 的 75%。

echo 250 > /cgroup/cpu/blue/cpu.shares 
echo 750 > /cgroup/cpu/red/cpu.shares

2. 一个 cgroup 完全使用一个 CPU。

echo 10000 > /cgroup/cpu/red/cpu.cfs_quota_us 
echo 10000 > /cgroup/cpu/red/cpu.cfs_period_us

3. 一个 cgroup 使用 CPU 的 10%。

echo 10000 > /cgroup/cpu/red/cpu.cfs_quota_us 
echo 100000 > /cgroup/cpu/red/cpu.cfs_period_us

4. 多核系统中，如要让一个 cgroup 完全使用两个 CPU 核。

echo 200000 > /cgroup/cpu/red/cpu.cfs_quota_us 
echo 100000 > /cgroup/cpu/red/cpu.cfs_period_us

三、cpuset子系统

可以为 cgroup 分配独立 CPU 和内存节点。

1. cpuset.cpu_exclusive：包含标签（0 或者 1），它可以指定：其它 cpuset 及其父、子 cpuset 是否可共享该 cpuset 的特定 CPU。默认情况下（0），CPU 不会专门分配给某个 cpuset。
2. cpuset.cpus（强制）：设定该 cgroup 任务可以访问的 CPU。这是一个逗号分隔列表，格式为ASCII，小横线（“-”）代表范围。例如：0-2,16 表示cpu 0、1、2 和 16。
3. cpuset.mem_exclusive：包含标签（0 或者 1），它可以指定：其它 cpuset 是否可共享该 cpuset的特定内存节点。默认情况下（0），内存节点不会专门分配给某个 cpuset 。为某个 cpuset 保留其专用内存节点（1）与使用 cpuset.mem_hardwall 参数启用内存 hardwall 功能是一样的。
4. cpuset.mem_hardwall：包含标签（0 或者 1），它可以指定：内存页和缓冲数据的 kernel 分配是否受到 cpuset 特定内存节点的限制。默认情况下 0，页面和缓冲数据在多用户进程间共享。启用 hardwall 时（1）每个任务的用户分配可以保持独立。
5. cpuset.memory_migrate：包含一个标签（0 或者 1），用来指定当 cpuset.mems 的值更改时，是否应该将内存中的页迁移到新节点。默认情况下禁止内存迁移（0）且页就保留在原来分配的节点中，即使此节点不再是 cpuset.mems 指定的节点。如果启用（1），系统会将页迁移到cpuset.mems 指定的新参数的内存节点中，如果可能的话会保留其相对位置。
6. cpuset.memory_pressure：一份只读文件，包含该 cpuset 进程生成的“内存压力”运行平均。启用cpuset.memory_pressure_enabled 时，该伪文件中的值会自动更新，除非伪文件包含 0 值。
7. cpuset.memory_pressure_enabled：包含标签（0 或者 1），它可以设定系统是否计算该 cgroup进程生成的“内存压力”。计算出的值会输出到 cpuset.memory_pressure，代表进程试图释放被占用内存的速率，报告值为：每秒尝试回收内存的整数值再乘以 1000。
8. cpuset.memory_spread_page：包含标签（0 或者 1），它可以设定文件系统缓冲是否应在该cpuset 的内存节点中均匀分布。默认情况下 0，系统不会为这些缓冲平均分配内存页面，缓冲被置于生成缓冲的进程所运行的同一节点中。
9. cpuset.memory_spread_slab：包含标签（0 或者 1），它可以设定是否在 cpuset 间平均分配用于文件输入 / 输出操作的 kernel 高速缓存板。默认情况下 0，kernel 高速缓存板不被平均分配，高速缓存板被置于生成它们的进程所运行的同一节点中。
10. cpuset.mems（强制）：设定该 cgroup 中任务可以访问的内存节点。这是一个逗号分隔列表，格式为 ASCII，小横线（“-”）代表范围。例如：0-2,16 表示内存节点 0、1、2 和 16。内存节点：内存被划分为节点，每一个节点关联到一个cpu。
11. cpuset.sched_load_balance：包含标签（0 或者 1），它可以设定 kernel 是否在该 cpuset 的CPU 中平衡负载。默认情况下 1，kernel 将超载 CPU 中的进程移动到负载较低的 CPU 中以便平衡负载。如果父cgroup设置了，子cgroup的设置将没有任何作用。
12. cpuset.sched_relax_domain_level：包含 -1 到一个小正数间的整数，它代表 kernel 应尝试平衡负载的 CPU 宽度范围。如果禁用 cpuset.sched_load_balance，则该值无意义 。

四、cpuacct子系统

自动生成报告来显示 cgroup 任务所使用的 CPU 资源，其中包括子群组任务。

1. cpuacct.stat：报告此 cgroup 的所有任务（包括层级中的低端任务）使用的用户和系统 CPU 时间。user： 用户模式中任务使用的 CPU 时间；system： 系统（kernel）模式中任务使用的 CPU 时间。
2. cpuacct.usage：报告此 cgroup 中所有任务（包括层级中的低端任务）使用 CPU 的总时间（纳秒）。
3. cpuacct.usage_percpu：报告 cgroup 中所有任务（包括层级中的低端任务）在每个 CPU 中使用的 CPU 时间（纳秒）。

五、memory子系统

自动生成 cgroup 任务使用内存资源的报告，并限定这些任务所用内存的大小。

$ ls /sys/fs/cgroup/memory/
cgroup.clone_children       memory.kmem.max_usage_in_bytes      memory.max_usage_in_bytes        memory.usage_in_bytes
cgroup.event_control        memory.kmem.slabinfo                memory.move_charge_at_immigrate  memory.use_hierarchy
cgroup.procs                memory.kmem.tcp.failcnt             memory.numa_stat                 notify_on_release
cgroup.sane_behavior        memory.kmem.tcp.limit_in_bytes      memory.oom_control               release_agent
memory.failcnt              memory.kmem.tcp.max_usage_in_bytes  memory.pressure_level            tasks
memory.force_empty          memory.kmem.tcp.usage_in_bytes      memory.soft_limit_in_bytes
memory.kmem.failcnt         memory.kmem.usage_in_bytes          memory.stat
memory.kmem.limit_in_bytes  memory.limit_in_bytes               memory.swappiness

1. memory.failcnt：报告内存达到 memory.limit_in_bytes 设定的限制值的次数。
2. memory.force_empty：当设定为 0 时，该 cgroup 中任务所用的所有页面内存都将被清空。这个接口只可在 cgroup 没有任务时使用。如果无法清空内存，请在可能的情况下将其移动到父 cgroup中。移除 cgroup 前请使用 memory.force_empty 参数以免将废弃的页面缓存移动到它的父cgroup 中。
3. memory.limit_in_bytes：设定用户内存（包括文件缓存）的最大用量。如果没有指定单位，则该数值将被解读为字节。但是可以使用后缀代表更大的单位 —— k 或者 K 代表千字节，m 或者 M 代表兆字节 ，g 或者 G 代表千兆字节。在 memory.limit_in_bytes 中写入 -1 可以移除全部已有限。
   
   制。
4. memory.max_usage_in_bytes：报告 cgroup 中进程所用的最大内存量（以字节为单位）。
5. move_charge_at_immigrate：当将一个task移动到另一个cgroup中时，此task的内存页可能会被
   
   重新统计到新的cgroup中，这取决于是否设置了move_charge_at_immigrate
6. numa_stat： 每个numa节点的内存使用数量
7. memory.oom_control：设置or查看内存超限控制信息(OOM killer)
8. memory.pressure_level：设置内存压力通知
9. memory.soft_limit_in_bytes：内存软限制
10. memory.stat：报告大范围内存统计
11. memory.swappiness：将 kernel 倾向设定为换出该 cgroup 中任务所使用的进程内存，而不是从页高速缓冲中再生页面。
12. memory.usage_in_bytes：报告 cgroup 中进程当前所用的内存总量（以字节为单位）
13. memory.use_hierarchy：包含标签（0 或者 1），它可以设定是否将内存用量计入 cgroup 层级的吞吐量中。如果启用（1），内存子系统会从超过其内存限制的子进程中再生内存。默认情况下（0），子系统不从任务的子进程中再生内存。
14. memory.kmem.failcnt：报告内核内存达到 memory.kmem.limit_in_bytes 设定的限制值的次数。
15. memory.kmem.limit_in_bytes：设定内核内存（包括文件缓存）的最大用量。如果没有指定单位，则该数值将被解读为字节。
16. memory.kmem.max_usage_in_bytes：报告 cgroup 中进程所用的最大内核内存量（以字节为单位）。
17. memory.kmem.slabinfo：查看内核内存分配情况。
18. memory.kmem.usage_in_bytes：报告 cgroup 中进程当前所用的内核内存总量（以字节为单位）。
19. memory.kmem.tcp.failcnt：报告tcp缓存内存达到memory.kmem.tcp.limit_in_bytes设定限制值的次数。
20. memory.kmem.tcp.limit_in_bytes：设置或查看TCP缓冲区的内存使用限制。
21. memory.kmem.tcp.max_usage_in_bytes：报告cgroup中进程所用的最大tcp缓存内存量。
22. memory.kmem.tcp.usage_in_bytes：报告cgroup中进程当前所用TCP缓冲区的内存使用量。

示例：

#  cgroup 中任务可用的内存量设定为 100MB
echo 104857600 > memory.limit_in_bytes

查看字段的值：

fly@fly-virtual-machine:~$ cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes 
9223372036854771712
fly@fly-virtual-machine:~$ cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.oom_control 
oom_kill_disable 0
under_oom 0
oom_kill 0

六、blkio子系统

控制并监控 cgroup 中的任务对块设备 I/O 的存取。对一些伪文件写入值可以限制存取次数或带宽，从伪文件中读取值可以获得关于 I/O 操作的信息。

1. blkio.reset_stats：此参数用于重设其它伪文件记录的统计数据。请在此文件中写入整数来为cgroup 重设统计数据。
2. blkio.throttle.io_service_bytes：此参数用于报告 cgroup 传送到具体设备或者由具体设备中传送出的字节数。
3. blkio.throttle.io_serviced：此参数用于报告 cgroup 根据节流方式在具体设备中执行的 I/O 操作数。
4. blkio.throttle.read_bps_device：此参数用于设定设备执行“读”操作字节的上限。“读”的操作率以每秒的字节数来限定。
5. blkio.throttle.read_iops_device：此参数用于设定设备执行“读”操作次数的上限。“读”的操作率以每秒的操作次数来表示。
6. blkio.throttle.write_bps_device：此参数用于设定设备执行“写”操作次数的上限。“写”的操作率用“字节/秒”来表示。
7. blkio.throttle.write_iops_device：此参数用于设定设备执行 “写” 操作次数的上限。“写”的操作率以每秒的操作次数来表示。

七、devices子系统

允许或者拒绝 cgroup 任务存取设备。

1. devices.allow：指定 cgroup 任务可访问的设备。
2. devices.deny：指定 cgroup 任务无权访问的设备。
3. devices.list：报告 cgroup 任务对其访问受限的设备。

八、freezer子系统

暂停或者恢复 cgroup 中的任务。

freezer.state：

九、net_cls子系统

使用等级识别符（classid）标记网络数据包，这让 Linux 流量管控器（tc）可以识别从特定 cgroup 中生成的数据包。可配置流量管控器，让其为不同 cgroup 中的数据包设定不同的优先级。

net_cls.classid： 包含表示流量控制 handle 的单一数值。从 net_cls.classid 文件中读取的 classid值是十进制格式，但写入该文件的值则为十六进制格式

十、net_prio子系统

可以为各个 cgroup 中的应用程序动态配置每个网络接口的流量优先级。网络优先级是一个分配给网络流量的数值，可在系统内部和网络设备间使用。网络优先级用来区分发送、排队以及丢失的数据包。

1. net_prio.prioidx：只读文件。它包含一个特有整数值，kernel 使用该整数值作为这个 cgroup 的内部代表。
2. net_prio.ifpriomap：包含优先级图谱，这些优先级被分配给源于此群组进程的流量以及通过不同接口离开系统的流量。

十一、perf_event

允许使用perf工具来监控cgroup。

十二、hugetlb

允许使用大篇幅的虚拟内存页，并且给这些内存页强制设定可用资源量。

总结

1. 内核内存：专用于Linux内核系统服务使用，是不可swap的。

2. 在linux中看到的都是文件，但在子系统中是一个字段。

3. 如果开启了docker，cgroup子系统下会有docker文件夹，该文件夹就包含了docker的相关子系统配置字段。

。