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一次限制进程的 CPU 用量的实操过程

进程

给大家分享一个事情 。背景是这样的 ， 我们要测试某个第三方 SDK 运行性能 ， 这是个 CPU 密集型的服务 。我想评估一下它运行一遍到底有多吃 CPU ， 以便评估上线后我们需要部署多少台服务器 。
我们是在一台 16 物理核的机器上测试的 ， 我们的想法是把它启动起来 ， 然后执行一遍 。用耗时乘以 16 核那就是总的 CPU 耗时开销 。不过不巧的是我们发现这个货在并发上做的并不是特别好 ， 运行的前半段里只能打满一个核 ， 而后半段可以把整台机器上所有 16 核都打满 。这样就没法准确估算它的 CPU 消耗了 。
最先我想到的方案是将这个 SDK 进行 numa 绑定 。但是 nuam 绑定只能将 cpu 限制在一个 node 上 ， 我的机器上 一个 node 里有 8 个核 。问题仍然存在 ， 还是不能精确控制 cpu 的用量 。
所以我接着又想到了 cgroup。假如我能从始至终都限制这个 SDK 只使用一个核 ， 且把一个核全部打满 ， 这样我就能准确地评估它的 CPU 耗时 。
说干就干 。Cgroup 这玩意儿听起来复杂 ， 没想到用起来那是超级的简单 。首先我找到了 cpu,cpuacct 这个 group 。在它下面创建一个子 group ， 一行 mkdir 就能搞定 。
# cd /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct# mkdir test# cd test这时候 cgroup 已经在 test 这个目录下帮我们创建好了一些文件 ， 通过修改这些文件可以控制进程的 CPU 消耗的 。
# ls -ltotal 0-rw-r--r-- 1 root root 0 Sep 23 11:38 cgroup.procs-rw-r--r-- 1 root root 0 Sep 23 11:37 cpu.cfs_period_us-rw-r--r-- 1 root root 0 Sep 23 11:37 cpu.cfs_quota_us......为了简便 ， 我们只关注上面几个文件 。其中 cfs_period_us 用来配置时间周期长度 ， cfs_quota_us 用来配置当前 cgroup 在设置的周期长度内所能使用的 CPU 时间 。这两个文件配合起来就可以设置 CPU 的使用上限 。
比如我想控制我的进程最多只能使用 1 个核 ， 那么就这样 。
# echo 500000 > cpu.cfs_quota_us // 500ms # echo 500000 > cpu.cfs_period_us // 500ms 每 500ms 能使用 500ms的 CPU 时间 ， 即将 cpu 使用限制在 1 个核以内 。（如果想要限制只用两个核 ， 那就把 cpu.cfs_quota_us 改成 1000000 即可）
这个时候 ， 还缺关键的一步 。把要限制的进程加进来 。这个也简单 ， 修改 cgroup.procs 把要限制的进程 pid 添加进去就行了 。
这里有个细节 ， 那就是加入一个进程后 ， 这个进程创建的子进程都将默认加到这个 cgroup 的限制中 。虽然我们不知道我们将要启动的进程的 pid 是多少 ， 但是我们可以查到当前 bash 进程的 pid ， 只要把它加进来就行了 。这样后面通过控制台启动进程的时候 ， 都将自动进入 cgroup 限制中 。
# echo $$16403sh -c "echo 16403 > cgroup.procs"这个时候我们使用一个简单的工具  ， stress 。用它来模拟开篇 sdk 的 cpu 密集型工作 。通过 -c 指定开启几个进程 ， 然后每个进程都反复不停的计算随机数的平方根 ， 尽最大努力消耗 cpu 。
# stress -c 4另外启动一个控制台 ， 观察 cpu 消耗 。发现总量确实是控制住了 。stress 及其子进程加起来都只使用了 1 核 。

一次限制进程的 CPU 用量的实操过程

文章插图
 
不过我发现了一个不满意的地方 。虽然 cpu 用量是控制住了 ， 但是 cpu 消耗是分散在各个 cpu 核上的 ， 而且还是飘来飘去的 。我想要的效果是限制它在某一个核上运行 。
 
一次限制进程的 CPU 用量的实操过程

文章插图
 
回来查看了一下 cgroup 目录下的文件 。猛然看到了一个叫 cpuset 的 group 。第六感告诉我 ， 它一定可以！
# ll /sys/fs/cgroup/total 0drwxr-xr-x 2 root root0 Sep 15 17:43 blkiolrwxrwxrwx 1 root root 11 Sep 15 17:43 cpu -> cpu,cpuacctlrwxrwxrwx 1 root root 11 Sep 15 17:43 cpuacct -> cpu,cpuacctdrwxr-xr-x 4 root root0 Sep 15 17:43 cpu,cpuacctdrwxr-xr-x 3 root root0 Sep 15 17:43 cpuset// 就是它！......于是乎 ， 我先是废弃了刚刚的 test 配置 ， 直接删除即可（rm -rf /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct） 。再我搜了一下这个 cpuset 怎么用 ， 开始新的配置 。
# cd /sys/fs/cgroup/cpuset# mkdir test && cd test# echo "0" > cpuset.cpus //限制在第 0 号核上# echo 0 > cpuset.mems# echo $$ > cgroup.procs


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