本篇內(nèi)容主要講解“如何利用 cgroup 的 cpuset 控制器限制進程的 CPU 使用”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“如何利用 cgroup 的 cpuset 控制器限制進程的 CPU 使用”吧!
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最近在做一些性能測試的事情，首要前提是控制住 CPU 的使用量。最直觀的方法無疑是安裝 Docker，在每個配置了參數(shù)的容器里運行基準程序。
對于計算密集型任務(wù)，在只限制 CPU 的需求下，直接用 Linux 原生的 cgroup 功能來限制 CPU 使用無疑是最方便的。
本文簡要說明如何使用 cgroup 的 cpuset 控制器限制進程只使用某幾個 CPU，更準確的說是某個幾個邏輯核。
1. 查看 CPU 配置
常用的配置可以用如下 BASH 命令查看。
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特別地，啟用了超線程的話，每個 CPU 物理核心會模擬出 2 個線程，也叫邏輯核。判斷方式如下：
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2. 什么是 NUMA
這里提到一個概念叫 NUMA，主機板上如果插有多塊 CPU 的話，那么就是 NUMA 架構(gòu)。每塊 CPU 獨占一塊面積，一般都有獨立風扇。
一個 NUMA 節(jié)點包含了直連在該區(qū)域的 CPU、內(nèi)存等硬件設(shè)備，通信總線一般是 PCI-E。由此也引入了 CPU 親和性的概念，即 CPU 訪問同一個 NUMA 節(jié)點上的內(nèi)存的速度大于訪問另一個節(jié)點的。
執(zhí)行以下命令，以查看本機的 NUMA 結(jié)構(gòu)。
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一個 NUMA 節(jié)點包括一個內(nèi)存節(jié)點和屬于同一塊 CPU 的若干個邏輯核，請記住它們的編號，將在配置 cpuset 中用到。
在此解釋下“node distance”，訪問本節(jié)點的內(nèi)存的通信成本是常量值 10，操作系統(tǒng)以此基準來量化訪問其他 NUMA 節(jié)點上內(nèi)存的代價。
3. 創(chuàng)建 cgroup 并配置資源使用
內(nèi)核版本較高（>=2.6.24）的 Linux 發(fā)行版都內(nèi)置了 cgroup，可以執(zhí)行以下命令驗證一下。
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如果沒有的話，也可以執(zhí)行一段簡單的腳本呢，來一次性掛載齊全。
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cgroup 針對每一種資源都提供了相應(yīng)的控制器來進行配置，在 Linux 中以文件系統(tǒng)的形式呈現(xiàn)。本文只涉及進程在物理核上的放置，因此來看一下 cpuset 目錄下有什么。
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如果要使用 cpuset 控制器，需要同時配置 cpuset.cpus 和 cpuset.mems 兩個文件（參數(shù)）。這兩個文件接受用短橫線和逗號表示的區(qū)間，如“0-7,16-23”。如果對應(yīng)的資源不存在，那么寫入的時候會報錯。
不建議直接在控制器的根目錄下配置，通過創(chuàng)建子目錄的形式可以同時維持多個控制器。執(zhí)行如下命令，限制 tiger 控制組下所有進程只能使用邏輯核0和1。
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對于 cpuset.mems 參數(shù)而言，每個內(nèi)存節(jié)點和 NUMA 節(jié)點一一對應(yīng)。如果進程的內(nèi)存需求量較大，可以把所有的 NUMA 節(jié)點都配置進去。這里就用到了 NUMA 的概念。出于性能的考慮，配置的邏輯核和內(nèi)存節(jié)點一般屬于同一個 NUMA 節(jié)點，可用“numactl --hardware”命令獲知它們的映射關(guān)系。
4. 驗證效果
在 cpuset 的所有配置文件中，tasks 和 cgroups.procs 是用來管理控制組中的進程的。執(zhí)行以下命令，把當前會話加入剛剛創(chuàng)建的控制組里，本會話發(fā)起的所有命令（子進程）都會收到 cpu 使用的約束。
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兩個配置項基本是等價的，但有一小點不同。操作系統(tǒng)以線程為調(diào)度單位，將一個一般的 pid 寫入到 tasks 中，只有這個 pid 對應(yīng)的線程，以及由它產(chǎn)生的其他進程、線程會屬于這個控制組。而把 pid 寫入 cgroups.procs，操作系統(tǒng)則會把找到其所屬進程的所有線程，把它們統(tǒng)統(tǒng)加入到當前控制組。
進程在加入一個控制組后，控制組所對應(yīng)的限制會即時生效。啟動一個計算密集型的任務(wù)，申請用 4 個邏輯核。
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觀察 CPU 的使用情況來驗證效果，只有編號為 0 和 1 的兩個邏輯核在工作，用戶態(tài)的比例高達 100%。
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到此，相信大家對“如何利用 cgroup 的 cpuset 控制器限制進程的 CPU 使用”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進入相關(guān)頻道進行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學習！
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