作為開源Container技術代表的Docker，它跟Linux內核的Namespace和Cgroup兩大特性密不可分。物有本末，事有終始。知所先後，則近道矣。理解Linux的這兩大特性將有助於我們更深入的理解Docker。
在本文中我們將會簡要介紹一下如何在CentOS上利用Cgroups限制CPU的使用率。

Cgroups的歷史

Cgroups是Control Groups的縮寫, 它是Linux 內核的一個特征,在2.6.24被引入. Cgroups用於提供對Linux的進程組進行資源上的限制/統計/隔離等操作的這樣一種功能.

Centos版本

雖然Cgroups是Linux內核，但是不同的發型版在使用上還有細小的區別。由於RHEL或者CentOS使用Systemd進行服務的管理，而Systemd本身就是使用了Cgroups的特性，所以我們將會使用CentOS來簡單介紹一下Cgroups的使用。

[root@liumiaocn ~]# uname -a
Linux liumiaocn 3.10
 
.0-327.el7.x86_64 #1 SMP Thu Nov 19 22:10:57 UTC 2015 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[root@liumiaocn ~]#

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事前準備

CentOS上為了支持cgroups，需要安裝libcgroups，不同的linux發型版稍有不同，CentOS下可以使用如下進行安裝。不過default一般都是會安裝。
命令：yum install libcgroup
確認cgroups的cpu subsystem

[root@liumiaocn ~]# mount -t cgroup
cgroup
 
 on /sys/fs/cgroup/systemd type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,xattr,release_agent=/usr/lib/systemd/systemd-cgroups-agent,name=systemd)
cgroup on /sys/fs/cgroup/hugetlb type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,hugetlb)
cgroup on /sys/fs/cgroup/blkio type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,blkio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/devices type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,devices)
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,cpuacct,cpu)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpuset)
cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,memory)
cgroup on /sys/fs/cgroup/net_cls type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,net_cls)
cgroup on /sys/fs/cgroup/perf_event type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,perf_event)
[root@liumiaocn ~]#

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確認到cpu控制的cgroup為/sys/fs/cgroup/cpu

創建用於測試的cpu下的control group

[root@liumiaocn ~]# mkdir /sys/fs/cgroup/cpu/testcpu

創建後結果確認

創建testcpu之後，該目錄下會自動創建出很多文件

[root@liumiaocn ~]# ll /sys/fs/cgroup/cpu/testcpu
total 0
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cgroup.clone_children
--w--w--w-. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cgroup.event_control
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cgroup.procs
-r--r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpuacct.stat
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpuacct.usage
-r--r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpuacct.usage_percpu
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.cfs_period_us
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.cfs_quota_us
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.rt_period_us
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.rt_runtime_us
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.shares
-r--r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.stat
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 notify_on_release
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 tasks
[root@liumiaocn ~]#

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接下來我們會介紹如何修改這些文件已達到控制CPU使用率的作用。

準備提高CPU使用率的死循環

打開一個終端，執行以下死循環，沒有控制的時候，CPU會迅速上升至100%

CPU已經上升到100%

從這裏可以確認到此進程PID為7345

設定CPU配額

設定進程組CPU使用配額為30%， 這個值需要調整/sys/fs/cgroup/cpu/testcpu/cpu.cfs_quota_us來實現

[root@liumiaocn ~]# echo 30000 > /sys/fs/cgroup/cpu/testcpu/cpu.cfs_quota_us
[root@liumiaocn ~]# ll /sys/fs/cgroup/cpu/testcpu/
total 0
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cgroup.clone_children
--w--w--w-. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cgroup.event_control
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cgroup.procs
-r--r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpuacct.stat
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpuacct.usage
-r--r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpuacct.usage_percpu
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.cfs_period_us
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:42 cpu.cfs_quota_us
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.rt_period_us
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.rt_runtime_us
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.shares
-r--r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 cpu.stat
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 notify_on_release
-rw-r--r--. 1 root root 0 Sep 19 21:35 tasks
[root@liumiaocn ~]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/testcpu/cpu.cfs_quota_us
30000
[root@liumiaocn ~]#

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設定所限制的進程對象

設定死循環所在進程7345為限制對象，通過調整tasks的內容來實現，只需要將PID寫入該文件即可。

[root@liumiaocn ~]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/testcpu/tasks
[root@liumiaocn ~]# echo 7345 >/sys/fs/cgroup/cpu/testcpu/tasks
[root@liumiaocn ~]#

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設定後確認

設定之後，片刻Cgroups的控制作用就會顯現，如下圖所示，CPU使用率迅速降到了30%，這是因為該進程所能使用到的最大CPU配額為30%的緣故。

雖然這個例子非常簡單，早期的ulimit也可以實現類似的功能，但是cgroup的控制粒度要精細地多，功能也要強大很多，這裏就不再一一列舉，但是我們還是可以看到如何便利地使用cgroups來進行資源的限制控制。

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Docker基礎 Linux內核之Cgroups（2）