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如何利用cgroup的cpuset控制器限制进程的CPU使用
本篇内容主要讲解“如何利用 cgroup 的 cpuset 控制器限制进程的 CPU 使用”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“如何利用 cgroup 的 cpuset 控制器限制进程的 CPU 使用”吧!
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最近在做一些性能测试的事情，首要前提是控制住 CPU 的使用量。最直观的方法无疑是安装 Docker，在每个配置了参数的容器里运行基准程序。
对于计算密集型任务，在只限制 CPU 的需求下，直接用 Linux 原生的 cgroup 功能来限制 CPU 使用无疑是最方便的。
本文简要说明如何使用 cgroup 的 cpuset 控制器限制进程只使用某几个 CPU，更准确的说是某个几个逻辑核。
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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特别地，启用了超线程的话，每个 CPU 物理核心会模拟出 2 个线程，也叫逻辑核。判断方式如下：
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2. 什么是 NUMA
这里提到一个概念叫 NUMA，主机板上如果插有多块 CPU 的话，那么就是 NUMA 架构。每块 CPU 独占一块面积，一般都有独立风扇。
一个 NUMA 节点包含了直连在该区域的 CPU、内存等硬件设备，通信总线一般是 PCI-E。由此也引入了 CPU 亲和性的概念，即 CPU 访问同一个 NUMA 节点上的内存的速度大于访问另一个节点的。
执行以下命令，以查看本机的 NUMA 结构。
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一个 NUMA 节点包括一个内存节点和属于同一块 CPU 的若干个逻辑核，请记住它们的编号，将在配置 cpuset 中用到。
在此解释下“node distance”，访问本节点的内存的通信成本是常量值 10，操作系统以此基准来量化访问其他 NUMA 节点上内存的代价。
3. 创建 cgroup 并配置资源使用
内核版本较高（>=2.6.24）的 Linux 发行版都内置了 cgroup，可以执行以下命令验证一下。
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如果没有的话，也可以执行一段简单的脚本呢，来一次性挂载齐全。
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cgroup 针对每一种资源都提供了相应的控制器来进行配置，在 Linux 中以文件系统的形式呈现。本文只涉及进程在物理核上的放置，因此来看一下 cpuset 目录下有什么。
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如果要使用 cpuset 控制器，需要同时配置 cpuset.cpus 和 cpuset.mems 两个文件（参数）。这两个文件接受用短横线和逗号表示的区间，如“0-7,16-23”。如果对应的资源不存在，那么写入的时候会报错。
不建议直接在控制器的根目录下配置，通过创建子目录的形式可以同时维持多个控制器。执行如下命令，限制 tiger 控制组下所有进程只能使用逻辑核0和1。
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对于 cpuset.mems 参数而言，每个内存节点和 NUMA 节点一一对应。如果进程的内存需求量较大，可以把所有的 NUMA 节点都配置进去。这里就用到了 NUMA 的概念。出于性能的考虑，配置的逻辑核和内存节点一般属于同一个 NUMA 节点，可用“numactl --hardware”命令获知它们的映射关系。
4. 验证效果
在 cpuset 的所有配置文件中，tasks 和 cgroups.procs 是用来管理控制组中的进程的。执行以下命令，把当前会话加入刚刚创建的控制组里，本会话发起的所有命令（子进程）都会收到 cpu 使用的约束。
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两个配置项基本是等价的，但有一小点不同。操作系统以线程为调度单位，将一个一般的 pid 写入到 tasks 中，只有这个 pid 对应的线程，以及由它产生的其他进程、线程会属于这个控制组。而把 pid 写入 cgroups.procs，操作系统则会把找到其所属进程的所有线程，把它们统统加入到当前控制组。
进程在加入一个控制组后，控制组所对应的限制会即时生效。启动一个计算密集型的任务，申请用 4 个逻辑核。
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观察 CPU 的使用情况来验证效果，只有编号为 0 和 1 的两个逻辑核在工作，用户态的比例高达 100%。
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到此，相信大家对“如何利用 cgroup 的 cpuset 控制器限制进程的 CPU 使用”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是创新互联网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！
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