CGroup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)所使用的物力资源(如cpu memory i/o 等等)的机制. 2007年进入Linux 2.6.24内核, CGroups不是全新创造的, 它将进程管理从cpuset中剥离出来, 作者是Google的`Paul Menage.

CGroups也是LXC为实现虚拟化所使用的资源管理手段

#1 cgroup概述

##1.1 为什么要有cgroup

Linux系统中经常有个需求就是希望能限制某个或者某些进程的分配资源. 也就是能完成一组容器的概念, 在这个容器中, 有分配好的特定比例的cpu时间, I/O时间, 可用内存大小等. 于是就出现了cgroup的概念, cgroup就是controller group, 最初由google的工程师提出, 后来被整合进Linux内核中。

Cgroup是将任意进程进行分组化管理的Linux内核功能。cgroup本身提供将进程进行分组化管理的功能和接口的基础结构.

而后的Android操作系统也就凭借着这个技术, 为每个应用程序分配不同的cgroup, 将每个程序进行隔离, 达到了一个应用程序不会影响其他应用程序环境的目的.

cgroup是control group的简称，它为Linux内核提供了一种任务聚集和划分的机制，通过一组参数集合将一些任务组织成一个或多个子系统
Cgroups最初由Google工程师提出，后来编进linux内核。
Cgroups是实现IaaS虚拟化(kvm、lxc等)，PaaS容器沙箱(Docker等)的资源管理控制部分的底层基础

##1.2 CGroup 支持的文件种类

文件名	R/W	用途
Release_agent	RW	删除分组时执行的命令，这个文件只存在于根分组
Notify_on_release	RW	设置是否执行 release_agent。为 1 时执行
Tasks	RW	属于分组的线程 TID 列表
Cgroup.procs	R	属于分组的进程 PID 列表。仅包括多线程进程的线程 leader 的 TID，这点与 tasks 不同
Cgroup.event_control	RW	监视状态变化和分组删除事件的配置文件

##1.2 CGroup功能及组成

CGroup是将任意进程进行分组化管理的Linux内核功能.

CGroup本身是提供将进程进行分组化管理的功能和接口的基础结构, I/O或内存的分配控制等具体的资源管理功能是通过这个功能来实现的. 这些具体的资源管理功能称为CGroup子系统或控制器.

CGroup子系统有控制内存的Memory控制器、控制进程调度的 CPU控制器等. 运行中的内核可以使用的Cgroup子系统由/proc/cgroup来确认.

CGroup提供了一个CGroup虚拟文件系统, 作为进行分组管理和各子系统设置的用户接口. 要使用CGroup, 必须挂载CGroup文件系统. 这时通过挂载选项指定使用哪个子系统.

task, 一个进程
control group控制族群，按照某种标准划分的进程组
hierarchy层级, control group可以形成树形的结构，有父节点，子节点，每个节点都是一个control group，子节点继承父节点的特定属性
subsystem子系统, 子系统就是资源控制器，每种子系统就是一个资源的分配器，比如cpu子系统是控制cpu时间分配的.

概念	名称	描述
任务	task	在 cgroups中, 任务就是系统的一个进程
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；
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；
子系统	subsystem	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

##1.3 cgroup子系统介绍

子系统subsystem是根据cgroup对任务的划分功能将任务按照一种指定的属性划分成的一个组, 主要用来实现资源的控制.

在cgroup中, 划分成的任务组以层次结构的形式组织, 多个子系统形成一个数据结构中类似多根树的结构.

cgroup包含了多个孤立的子系统, 每一个子系统代表单一的资源, 目前, redhat默认支持10个子系统, 但默认只挂载了8个子系统, ubuntu 12.04默认支持8个子系统，但默认只挂载了5个子系统, 当然也用户可以自定义子系统并进行挂载.

下面对每一个子系统进行简单的介绍：

子系统	描述
blkio	设置限制每个块设备的输入输出控制。例如:磁盘，光盘以及usb等等
cpu	使用调度程序为cgroup任务提供cpu的访问
cpuacct	产生cgroup任务的cpu资源报告
cpuset	如果是多核心的cpu，这个子系统会为cgroup任务分配单独的cpu和内存
devices	允许或拒绝cgroup任务对设备的访问
freezer	暂停和恢复cgroup任务
memory	设置每个cgroup的内存限制以及产生内存资源报告
net_cls	标记每个网络包以供cgroup方便使用
ns	名称空间子系统
perf_event	增加了对每group的监测跟踪的能力，即可以监测属于某个特定的group的所有线程以及运行在特定CPU上的线程，此功能对于监测整个group非常有用，具体参见 http://lwn.net/Articles/421574/

可以使用lssubsys --all来列出系统支持多少种子系统, Ubuntu系统中页可以使用ls /sys/fs/cgroup/来显示已经挂载的子系统

lssubsys --all来列出系统支持多少种子系统

Ubuntu中可以使用ls /sys/fs/cgroup/来显示已经挂载的子系统, CentOS中位于/cgroup/中

可以看到这里的几个子系统, 比如cpu是控制cpu时间片的, memory是控制内存使用的

##1.4 相互关系

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;
一个子系统最多只能附加到一个层级；
一个层级可以附加多个子系统；
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；
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

##1.5 CGroup应用架构

CGroup 技术可以被用来在操作系统底层限制物理资源，起到 Container 的作用。图中每一个 JVM 进程对应一个 Container Cgroup 层级，通过 CGroup 提供的各类子系统，可以对每一个 JVM 进程对应的线程级别进行物理限制，这些限制包括 CPU、内存等等许多种类的资源。下一部分会具体对应用程序进行 CPU 资源隔离进行演示。

#2 安装和使用cgroup

#2.1 如何安装cgroup

Ubuntu中安装cgroup, 对应的包为cgroup-bin

sudo apt-get install cgroup-bin

CentOS中对应的包是libcgroup

yum install libcgroup    #  安装libcgroup
service cgconfig start   #  开启cgroups服务
chkconfig cgconfig on    #  开机启动

如何为cgroup分配限制的资源

首先明白下, 是先挂载子系统, 然后才有control group的. 意思就是比如想限制某些进程的资源, 那么, 我会先挂载memory子系统, 然后在memory子系统中创建一个cgroup节点, 在这个节点中, 将需要控制的进程id写入, 并且将控制的属性写入.

##2.2 使用cgroup分配资源

拿memory子系统为例：

通过查看cgroup的配置文件：

cat /etc/cgconfig.conf

Image(7)

看到memory子系统是挂载在目录/sys/fs/cgroup/memory下

进入这个目录

创建一个文件夹，就创建了一个control group了

mkdir test

发现test目录下自动创建了许多文件：

Image(8)

这些文件的含义如下：

Image(9)

于是，限制内存使用我们就可以设置memory.limit_in_bytes

Image(10)

将一个进程加入到这个test中

echo $$ > tasks

这样就将当前这个终端进程加入到了内存限制的cgroup中了。

将这个cgroup删除只要删除目录就行了

rmdir test

参考文章

http://www.cnblogs.com/lisperl/archive/2012/04/17/2453838.html

http://www.cnblogs.com/lisperl/archive/2012/04/15/2450183.html

http://www.cnblogs.com/lisperl/archive/2012/04/18/2455027.html

http://blog.chinaunix.net/uid-20940095-id-3294134.html

Creative Commons License 专注Web开发50年。请加群：Thinking in Web 本文基于署名-非商业性使用 3.0许可协议发布，欢迎转载，演绎，但是必须保留本文的署名叶剑峰（包含链接http://www.cnblogs.com/yjf512/），且不得用于商业目的。如您有任何疑问或者授权方面的协商，请与我联系。

README.md Unescape Escape

Linux的Cgroup