在cgroup里面，跟CPU相關的子系統有cpusets、cpuacct和cpu。

其中cpuset主要用于設置CPU的親和性，可以限制cgroup中的進程只能在指定的CPU上運行，或者不能在指定的CPU上運行，同時cpuset還能設置內存的親和性。設置親和性一般只在比較特殊的情況才用得著，所以這里不做介紹。

cpuacct包含當前cgroup所使用的CPU的統計信息，信息量較少，有興趣可以去看看它的文檔，這里不做介紹。

本篇只介紹cpu子系統，包括怎么限制cgroup的CPU使用上限及相對于其它cgroup的相對值。

本篇所有例子都在ubuntu-server-x86_64 16.04下執行通過

創建子cgroup

在ubuntu下，systemd已經幫我們mount好了cpu子系統，我們只需要在相應的目錄下創建子目錄就可以了

#從這里的輸出可以看到，cpuset被掛載在了/sys/fs/cgroup/cpuset，

#而cpu和cpuacct一起掛載到了/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct下面

dev@ubuntu:~$ mount|grep cpu

cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpuset)

cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpu,cpuacct)

#進入/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct并創建子cgroup

dev@ubuntu:~$ cd /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct

dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct$ sudo mkdir test

dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct$ cd test

dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ ls

cgroup.clone_children cpuacct.stat cpuacct.usage_percpu cpu.cfs_quota_us cpu.stat tasks

cgroup.procs cpuacct.usage cpu.cfs_period_us cpu.shares notify_on_release

除了cgroup里面通用的cgroup.clone_children、tasks、cgroup.procs、notify_on_release這幾個文件外，以cpuacct.開頭的文件跟cpuacct子系統有關，我們這里只需要關注cpu.開頭的文件。

cpu.cfs_period_us & cpu.cfs_quota_us

cfs_period_us用來配置時間周期長度，cfs_quota_us用來配置當前cgroup在設置的周期長度內所能使用的CPU時間數，兩個文件配合起來設置CPU的使用上限。兩個文件的單位都是微秒(us)，cfs_period_us的取值范圍為1毫秒(ms)到1秒(s)，cfs_quota_us的取值大于1ms即可，如果cfs_quota_us的值為-1(默認值)，表示不受cpu時間的限制。下面是幾個例子：

1.限制只能使用1個CPU(每250ms能使用250ms的CPU時間)

# echo 250000 > cpu.cfs_quota_us /* quota = 250ms */

# echo 250000 > cpu.cfs_period_us /* period = 250ms */

2.限制使用2個CPU(內核)(每500ms能使用1000ms的CPU時間，即使用兩個內核)

# echo 1000000 > cpu.cfs_quota_us /* quota = 1000ms */

# echo 500000 > cpu.cfs_period_us /* period = 500ms */

3.限制使用1個CPU的20%(每50ms能使用10ms的CPU時間，即使用一個CPU核心的20%)

# echo 10000 > cpu.cfs_quota_us /* quota = 10ms */

# echo 50000 > cpu.cfs_period_us /* period = 50ms */

cpu.shares

shares用來設置CPU的相對值，并且是針對所有的CPU(內核)，默認值是1024，假如系統中有兩個cgroup，分別是A和B，A的shares值是1024，B的shares值是512，那么A將獲得1024/(1204 512)=66%的CPU資源，而B將獲得33%的CPU資源。shares有兩個特點：

如果A不忙，沒有使用到66%的CPU時間，那么剩余的CPU時間將會被系統分配給B，即B的CPU使用率可以超過33%

如果添加了一個新的cgroup C，且它的shares值是1024，那么A的限額變成了1024/(1204 512 1024)=40%，B的變成了20%

從上面兩個特點可以看出：

在閑的時候，shares基本上不起作用，只有在CPU忙的時候起作用，這是一個優點。

由于shares是一個絕對值，需要和其它cgroup的值進行比較才能得到自己的相對限額，而在一個部署很多容器的機器上，cgroup的數量是變化的，所以這個限額也是變化的，自己設置了一個高的值，但別人可能設置了一個更高的值，所以這個功能沒法精確的控制CPU使用率。

cpu.stat

包含了下面三項統計結果

nr_periods： 表示過去了多少個cpu.cfs_period_us里面配置的時間周期

nr_throttled： 在上面的這些周期中，有多少次是受到了限制(即cgroup中的進程在指定的時間周期中用光了它的配額)

throttled_time: cgroup中的進程被限制使用CPU持續了多長時間(納秒)

示例

這里以cfs_period_us & cfs_quota_us為例，演示一下如何控制CPU的使用率。

#繼續使用上面創建的子cgroup： test

#設置只能使用1個cpu的20%的時間

dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ sudo sh -c "echo 50000 > cpu.cfs_period_us"

dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ sudo sh -c "echo 10000 > cpu.cfs_quota_us"

#將當前bash加入到該cgroup

dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ echo $$

5456

dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ sudo sh -c "echo 5456 > cgroup.procs"

#在bash中啟動一個死循環來消耗cpu，正常情況下應該使用100%的cpu(即消耗一個內核)

dev@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test$ while :; do echo test > /dev/null; done

#--------------------------重新打開一個shell窗口----------------------

#通過top命令可以看到5456的CPU使用率為20%左右，說明被限制住了

#不過這時系統的%us %sy在10%左右，那是因為我測試的機器上cpu是雙核的，

#所以系統整體的cpu使用率為10%左右

dev@ubuntu:~$ top

Tasks: 139 total, 2 running, 137 sleeping, 0 stopped, 0 zombie

%Cpu(s): 5.6 us, 6.2 sy, 0.0 ni, 88.2 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st

KiB Mem : 499984 total, 15472 free, 81488 used, 403024 buff/cache

KiB Swap: 0 total, 0 free, 0 used. 383332 avail Mem

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME COMMAND

5456 dev 20 0 22640 5472 3524 R 20.3 1.1 0:04.62 bash

#這時可以看到被限制的統計結果

dev@ubuntu:~$ cat /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct/test/cpu.stat

nr_periods 1436

nr_throttled 1304

throttled_time 51542291833

結束語

使用cgroup限制CPU的使用率比較糾結，用cfs_period_us & cfs_quota_us吧，限制死了，沒法充分利用空閑的CPU，用shares吧，又沒法配置百分比，極其難控制。總之，使用cgroup的cpu子系統需謹慎。

參考

CFS Bandwidth Control

cpu

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux cgoup内存限制,Linux Cgroup系列（05）：限制cgroup的CPU使用（subsystem之cpu）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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