# CGroups
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## 基本信息
**Linux控制组**，或**cgroups**，是Linux内核的一个功能，允许在进程组之间分配、限制和优先处理系统资源，如CPU、内存和磁盘I/O。它们提供了一种**管理和隔离进程集合的资源使用**的机制，有助于资源限制、工作负载隔离以及在不同进程组之间进行资源优先处理。
**cgroups有两个版本**：版本1和版本2。两者可以同时在系统上使用。主要区别在于**cgroups版本2**引入了一个**层次化、类似树状结构**，使得在进程组之间能够进行更细致和详细的资源分配。此外，版本2带来了各种增强功能，包括：
除了新的层次化组织外，cgroups版本2还引入了**其他几项更改和改进**，如支持**新的资源控制器**、更好地支持传统应用程序和改进的性能。
总体而言，**cgroups版本2提供了更多功能和更好的性能**，但在某些情况下仍可以使用版本1，特别是在需要与旧系统兼容性的情况下。
您可以通过查看/proc/\中的cgroup文件来列出任何进程的v1和v2 cgroups。您可以通过以下命令查看您的shell的cgroups开始。
```shell-session
$ cat /proc/self/cgroup
12:rdma:/
11:net_cls,net_prio:/
10:perf_event:/
9:cpuset:/
8:cpu,cpuacct:/user.slice
7:blkio:/user.slice
6:memory:/user.slice 5:pids:/user.slice/user-1000.slice/session-2.scope 4:devices:/user.slice
3:freezer:/
2:hugetlb:/testcgroup
1:name=systemd:/user.slice/user-1000.slice/session-2.scope
0::/user.slice/user-1000.slice/session-2.scope
```
- **数字 2–12**：cgroups v1，每行代表不同的 cgroup。这些 cgroup 的控制器与数字相邻。
- **数字 1**：也是 cgroups v1，但仅用于管理目的（例如由 systemd 设置），不包含控制器。
- **数字 0**：代表 cgroups v2。未列出控制器，此行仅适用于仅运行 cgroups v2 的系统。
- **名称是分层的**，类似文件路径，表示不同 cgroups 之间的结构和关系。
- **像 /user.slice 或 /system.slice** 这样的名称指定了 cgroups 的分类，其中 user.slice 通常用于由 systemd 管理的登录会话，而 system.slice 用于系统服务。
### 查看 cgroups
通常使用文件系统访问 **cgroups**，与传统用于内核交互的 Unix 系统调用接口不同。要查看 shell 的 cgroup 配置，应检查 **/proc/self/cgroup** 文件，其中显示了 shell 的 cgroup。然后，通过导航到 **/sys/fs/cgroup**（或 **`/sys/fs/cgroup/unified`**）目录，并找到与 cgroup 名称相同的目录，可以查看与 cgroup 相关的各种设置和资源使用信息。
%20(2)%20(2).png)
cgroups 的关键接口文件以 **cgroup** 为前缀。可以使用标准命令（如 cat）查看的 **cgroup.procs** 文件列出了 cgroup 中的进程。另一个文件 **cgroup.threads** 包含线程信息。
%20(1)%20(5).png)
管理 shell 的 cgroups 通常包含两个控制器，用于调节内存使用和进程计数。要与控制器交互，应查阅带有控制器前缀的文件。例如，**pids.current** 将被引用以确定 cgroup 中线程的计数。
%20(5).png)
数值中的 **max** 表示 cgroup 没有特定限制。但是，由于 cgroups 的分层结构，限制可能由目录层次结构中较低级别的 cgroup 强加。
### 操作和创建 cgroups
通过**将其进程 ID（PID）写入 `cgroup.procs` 文件**，将进程分配给 cgroups。这需要 root 权限。例如，要添加一个进程：
```bash
echo [pid] > cgroup.procs
```
同样，**修改 cgroup 属性，比如设置 PID 限制**，是通过将期望的值写入相关文件来完成的。要为 cgroup 设置最大 3,000 个 PID：
```bash
echo 3000 > pids.max
```
**创建新的 cgroups** 包括在 cgroup 层次结构中创建一个新的子目录，这会促使内核自动生成必要的接口文件。尽管可以使用 `rmdir` 删除没有活动进程的 cgroups，但要注意一些限制：
- **进程只能放置在叶子 cgroups 中**（即，在层次结构中最嵌套的 cgroups）。
- **一个 cgroup 不能拥有其父级中不存在的控制器**。
- **子 cgroups 的控制器必须在 `cgroup.subtree_control` 文件中显式声明**。例如，要在子 cgroup 中启用 CPU 和 PID 控制器：
```bash
echo "+cpu +pids" > cgroup.subtree_control
```
**根 cgroup** 是这些规则的一个例外，允许直接进程放置。这可以用来将进程从 systemd 管理中移除。
在 cgroup 中**监视 CPU 使用情况**是可能的，通过 `cpu.stat` 文件显示总 CPU 时间消耗，有助于跟踪服务的子进程的使用情况：
 (6) (3).png)
在 cpu.stat 文件中显示的 CPU 使用统计信息
## 参考资料
* **书籍：《How Linux Works, 第3版：每个超级用户都应该了解的内容》作者 Brian Ward**