Cgroup 资源控制
前言
在 Linux 操作系统中「Cgroup」(Control Groups)是一项非常重要的技术，它允许系统管理员对运行的软件进程执行组织进行分组，并进行 CPU 、内存、IO 等资源的限制、统计和监控。
一、Cgroup 的概念
Cgroup 是由 Google 开发，后被各大 Linux 分支接受并组成为一个标准性的系统资源管理功能，当前已成为启动器 systemd 的核心技术之一。
通过 cgroup，我们可以：
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限制软件使用的资源（如内存、CPU 、IO 、网络并发数量等）
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统计或跟踪软件使用的资源
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分配或分隔资源，并与容器技术结合。
二、Cgroup 版本：v1 vs v2
Linux Cgroup 有两个主要版本：
- v1 ：使用独立的管理器，各个资源分别管理
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v2 ：结合管理，类似于组合式架构，让资源管理更简洁
查看当前使用版本
cat /sys/fs/cgroup/cgroup.controllers # v2
ls /sys/fs/cgroup/memory/ # v1
切换或启用 v2
在 /etc/default/grub 中添加:
GRUB_CMDLINE_LINUX="... systemd.unified_cgroup_hierarchy=1"
然后执行
sudo update-grub
sudo reboot
三、Cgroup 工作原理
Cgroup 通过文件系统进行控制，形成一些相关目录，每一个目录就是一个进程组。
比如：
/sys/fs/cgroup/memory/mygroup/
/sys/fs/cgroup/cpu/mygroup/
通过将 pid 写入特定的 cgroup 文件，就可以把进程分配到该 cgroup 中。
四、使用 Cgroup 的基础指令
使用 cgcreate 创建分组
sudo cgcreate -g memory,cpu:mygroup
限制 memory
echo 100000000 > /sys/fs/cgroup/memory/mygroup/memory.limit_in_bytes
限制 CPU
echo 512 > /sys/fs/cgroup/cpu/mygroup/cpu.shares # 高值优先级高
分配进程
echo 1234 > /sys/fs/cgroup/memory/mygroup/tasks
使用 cgexec 启动进程
cgexec -g memory,cpu:mygroup stress --vm 1 --vm-bytes 128M
使用 systemd 配合
创建服务:
[Service]
Slice=mygroup.slice
MemoryMax=200M
CPUQuota=20%
五、Cgroup 实际应用场景
1. 限制单个软件的内存使用
如果一个 Java 运行时占定太多内存，可以这样制定:
sudo cgcreate -g memory:/java
sudo cgset -r memory.limit_in_bytes=1G java
sudo cgexec -g memory:java java -jar yourapp.jar
2. 限制某些怪软件不能占死 IO
sudo cgcreate -g blkio:/limit
sudo cgset -r blkio.throttle.read_bps_device="8:0 1048576" limit # 限制阅读速度
3. 配合容器 Docker 和 Kubernetes
Docker 和 k8s 都是基于 Cgroup 来进行资源隔离和管理的，例如：
docker run --memory="500m" --cpus="0.5" busybox
六、常见问题
1. 设置不生效
确认是 root 权限操作，确认路径正确
2. systemd 下无法直接使用 cgcreate
可通过创建 slice 或 service 配合
3. 文件系统很复杂
可使用 cgroup相关工具:
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cgtop
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cgexec
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cgroupfs-mount
七、结言
Cgroup 是环境隔离、资源限制和性能管理的基石，无论是纯 Linux 系统管理，还是容器和分应用环境，Cgroup 的熟悉程度展示了系统管理和性能调优能力。并且在终端、服务器、零件设备、实时操作系统中都有重要场景。