linux cgroup代码学习(1)——cgroup介绍

Cgroup介绍

cgroup 的全称是control group.是linux中用来限制，隔离任务(进程)所使用物理资源的技术。其对进程的限制主要体现在以下方面:

1. Resource limiation:限制CPU，内存等资源的使用

2. Prioritization:控制优先级

3. Accounting:审计和统计

4. Control:挂起，恢复进程等

其以file system的方式提供使用，在使用时，需要先mount cgroup 文件系统，并在mount时指定需要挂载的子系统。CentOS 默认启动已经开启cgroup.可以使用mount 命令查看当前系统cgroup挂载信息：

上图中同样列出了subsystem的种类，linux中子系统分为以下几类，可以查看/proc/cgroups查看支持的子系统。
[root@localhost ~]# cat /proc/cgroups

#subsys_name    hierarchy    num_cgroups    enabled
cpuset            2            1            1
cpu               7            1            1
cpuacct           7            1            1
memory            10           1            1
devices           3            1            1
freezer           9            1            1
net_cls           4            1            1
blkio             8            1            1        
perf_event        6            1            1
hugetlb           5            1            1

cpu//cpu的调度策略
cpuset//用来限制可使用的cpu和内存节点
cpuacct// not clear
memory//内存大小限制
blkio//输入输出限制
devices//可访问的设备
net_cls// not clear
freezer// not clear

需要打开某项subsystem，mount相应的subsystem 就可以了：

mount -t cgroup -o cpu,cpuset cgroup /cgroup/cpu  
//mount [-t vfstype] [-o options] device dir 

这边的device参数可以变动，系统默认的参数是cgroup, 正如上图所示系统各个subsystem都是以cgroup mount.上处的命令也可以写成

#mount -t cgroup -o cpu test /cgroup/
#mount | grep cpu
#cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,cpuset)
#test on /cgroup type cgroup (rw,relatime,cpu)

这样，我们就可以使用挂载的子系统了。
cgroup以filesystem的方式提供服务，在挂载的目录下，mkdir可创建新的cgroup,rmdir可删除cgroup(不能直接rm).

架构组成：

先看图：

图片来自：http://www.cnblogs.com/yjf512...

按照资源的划分，系统被划分成了不同的子系统(subsystem)，正如我们上面列出的cpu, cpuset, blkio...每种资源独立构成一个subsystem.
可以将cgroup的架构抽象的理解为多根的树结构，一个hierarchy代表一棵树，树上绑定一个或多个subsystem.而树的叶子则是cgroup,一个cgroup具体的限制了某种资源。一个或多个cgroup组成一个css_set。简单来讲，就是一个资源限制集合(css_set)对一种subsystem(cpu，devices)的限制条件只能有一个，这是显然的吧...最终的task(进程)同css_set关联，从而达到限制资源的目的。具体cgroup和css_set 关联的方式，放在后面讲。

常见的4个

• task（任务）：cgroups的术语中，task就表示系统的一个进程。

• cgroup（控制组）：cgroups 中的资源控制都以cgroup为单位实现。cgroup表示按某种资源控制标准划分而成的任务组，包含一个或多个子系统。一个任务可以加入某个cgroup，也可以从某个cgroup迁移到另外一个cgroup。

• subsystem（子系统）：cgroups中的subsystem就是一个资源调度控制器（Resource Controller）。比如CPU子系统可以控制CPU时间分配，内存子系统可以限制cgroup内存使用量。

• hierarchy（层级树）：hierarchy由一系列cgroup以一个树状结构排列而成，每个hierarchy通过绑定对应的subsystem进行资源调度。hierarchy中的cgroup节点可以包含零或多个子节点，子节点继承父节点的属性。整个系统可以有多个hierarchy。

另外整理的：
css_set:一组关联cgroup的集合。
cgroupfs_root:代表一个hierarchy
cgroup_subsys:代表一个subsystem

subsystem和hierarchy绑定的限制关系：

• 限定1. 一个hierarchy上可以绑定一个或者多个subsystem.例如 cpu & memory 绑定到了同一个hierarchy

• 限定2. 一个subsystem不能从某个hierarchy解绑然后绑定到其他的hierarchy 上。 但是当且仅当这些hirearchy的subsystem相同时可以绑定，可以理解为给hierarchy起了别名。(subsystem不能出现在不同的hierarchy上，但是你拷贝了一个hierarchy则是可以的)。

• 限定3. 创建一个hierarchy的时候，系统所有css_set都会和此hierarchy的root cgroup关联。也就相当于所有的task都和root cgroup关联。但是在同一个hierarchy中，一个css_set只能和一个cgroup关联。

• 限定4. fork子进程的时候父子进程在同一个cgroup.但是后续可以修改。

这里只要对cgroup大概的层次结构了解就可以了，其中subsystem,hierarchy,cgroup的详细组织关系，留在下节说明。