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    辽宁福35选7走势图 www.rfwpk.com 小说:注册app赚钱靠谱吗作者:王陵道王更新时间:2019-01-10字数:72460

    是否开启该unit的CPU使用统计


    Linux systemd资源控制初探

    本文记录一次cgroup子目录丢失问题,并简单探索了Linux systemd的资源控制机制。

    问题现象

    我们希望通过systemd拉起服务并通过cgroup限制其CPU、memory的使用,因此我们新建了一个.service文件,文件里面创建了自己的cgroup目录,设置了cpu、memory限制,然后通过cgexec拉起我们的服务进程。假设我们的服务叫xx,.service文件大概是这样的:

    [Unit]
    Description=xx Server
    Documentation=xx docs
    
    [Service]
    EnvironmentFile=-/etc/xx
    ExecStartPre=/usr/bin/mkdir -p /sys/fs/cgroup/memory/xx
    ExecStartPre=/usr/bin/bash -c "echo 2G > /sys/fs/cgroup/memory/xx/memory.limit_in_bytes"
    ExecStartPre=/usr/bin/bash -c "echo 2G > /sys/fs/cgroup/memory/xx/memory.memsw.limit_in_bytes"
    
    ExecStartPre=/usr/bin/mkdir -p /sys/fs/cgroup/cpu/xx
    ExecStartPre=/usr/bin/bash -c "echo 100000 > /sys/fs/cgroup/cpu/xx/cpu.cfs_period_us"
    ExecStartPre=/usr/bin/bash -c "echo 100000 > /sys/fs/cgroup/cpu/xx/cpu.cfs_quota_us"
    ExecStartPre=/usr/bin/bash -c "echo 1024 > /sys/fs/cgroup/cpu/xx/cpu.shares"
    
    ExecStart=/usr/bin/cgexec -g cpu,memory:xx /usr/bin/xx
    
    Restart=on-failure
    KillMode=process
    LimitNOFILE=102400
    LimitNPROC=102400
    LimitCORE=infinity
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target

    设置完.service文件后,将其拷贝到/usr/lib/systemd/system目录(CentOS 7)下,然后通过systemctl start xx.service启动,通过systemctl enable xx.service关联自启动项。
    但在运行很久之后,发现我们的xx服务内存使用爆了,然后查看我们自己创建的xx cgroup目录丢失了,因此对应的CPU、memory资源也就没有限制住。

    分析过程

    刚开始的定位过程是很懵逼的,各种日志查看没有发现线索,尝试复现也没有成功。正在苦恼没有方向之际,无意中发现执行了其他服务的systemd的某些操作(stop/start/enable)之后,复现了问题,就这样盯上了systemd。
    后来发现其实一开始就可以通过查看进程的cgroup信息就能很快找到线索:进程cgroup移到了/system.slice/xx.service目录下:

    [root@localhost ~]# cat /proc/214041/cgroup 
    10:memory:/system.slice/xx.service
    4:cpuacct,cpu:/system.slice/xx.service

    而/system.slice/xx.service正是systemd为xx这个服务创建的cgroup目录。所以问题锁定为systemd把xx进程从我们自己创建的cgroup移动到它默认创建的cgroup里,但是它默认创建的cgroup显然没有设置过资源限制。

    systemd资源控制

    systemd通过Unit的配置文件配置资源控制,Unit包括services(上面例子就是一个service unit), slices, scopes, sockets, mount points, 和swap devices六种。systemd底层也是依赖Linux Control Groups (cgroups)来实现资源控制。

    cgroup v1和v2

    cgroup有两个版本,新版本的cgroup v2即Unified cgroup(参考cgroup v2)和传统的cgroup v1(参考cgroup v1),在新版的Linux(4.x)上,v1和v2同时存在,但同一种资源(CPU、内存、IO等)只能用v1或者v2一种cgroup版本进行控制。systemd同时支持这两个版本,并在设置时为两者之间做相应的转换。对于每个控制器,如果设置了cgroup v2的配置,则忽略所有v1的相关配置。
    在systemd配置选项上,cgroup v2相比cgroup v1有如下不一样的地方:
    1.CPU: CPUWeight=StartupCPUWeight=取代了CPUShares=StartupCPUShares=。cgroup v2没有"cpuacct"控制器。
    2.Memory:MemoryMax=取代了MemoryLimit=. MemoryLow= and MemoryHigh=只在cgroup v2上支持。
    3.IO:BlockIO前缀取代了IO前缀。在cgroup v2,Buffered写入也统计在了cgroup写IO里,这是cgroup v1一直存在的问题。

    配置选项(新版本systemd)

    CPUAccounting=:是否开启该unit的CPU使用统计,BOOL型,true或者false。

    CPUWeight=weight, StartupCPUWeight=weight:用于设置cgroup v2的cpu.weight参数。取值范围1-1000,默认值100。StartupCPUWeight应用于系统启动阶段,CPUWeight应用于正常运行时。这两个配置取代了旧版本的CPUShares=StartupCPUShares=。

    CPUQuota=:用于设置cgroup v2的cpu.max参数或者cgroup v1的cpu.cfs_quota_us参数。表示可以占用的CPU时间配额百分比。如:20%表示最大可以使用单个CPU核的20%??梢猿?00%,比如200%表示可以使用2个CPU核。

    MemoryAccounting=:是否开启该unit的memory使用统计,BOOL型,true或者false。

    MemoryLow=bytes:用于设置cgroup v2的memory.low参数,不支持cgroup v1。当unit使用的内存低于该值时将被?;?,其内存不会被回收??梢陨柚貌煌暮笞海篕,M,G或者T表示不同的单位。

    MemoryHigh=bytes:用于设置cgroup v2的memory.high参数,不支持cgroup v1。内存使用超过该值时,进程将被降低运行时间,并快速回收其占用的内存。同样可以设置不同的后缀:K,M,G或者T(单位1024)。也可以设置为infinity表示没有限制。

    MemoryMax=bytes:用于设置cgroup v2的memory.max参数,如果进程的内存超过该限制,则会触发out-of-memory将其kill掉。同样可以设置不同的后缀:K,M,G或者T(单位1024),以及设置为infinity。该参数去掉旧版本的MemoryLimit=。

    MemorySwapMax=bytes:用于设置cgroup v2的memory.swap.max"参数。和MemoryMax类似,不同的是用于控制Swap的使用上限。

    TasksAccounting=:是否开启unit的task个数统计,BOOL型,ture或者false。

    TasksMax=N:用于设置cgroup的pids.max参数??刂苪nit可以创建的最大tasks个数。

    IOAccounting:是否开启Block IO的统计,BOOL型,true或者false。对应旧版本的BlockIOAccounting=参数。

    IOWeight=weight, StartupIOWeight=weight:设置cgroup v2的io.weight参数,控制IO的权重。取值范围0-1000,默认100。该设置取代了旧版本的BlockIOWeight=StartupBlockIOWeight=。

    IODeviceWeight=device weight:控制单个设备的IO权重,同样设置在cgroup v2的io.weight参数里,如“/dev/sda 1000”。取值范围0-1000,默认100。该设置取代了旧版本的BlockIODeviceWeight=。

    IOReadBandwidthMax=device bytes, IOWriteBandwidthMax=device bytes:设置磁盘IO读写带宽上限,对应cgroup v2的io.max参数。该参数格式为“path bandwidth”,path为具体设备名或者文件系统路径(最终限制的是文件系统对应的设备名)。数值bandwidth支持以K,M,G,T后缀(单位1000)??梢陨柚枚嘈幸韵拗贫远喔錾璞傅腎O带宽。该参数取代了旧版本的BlockIOReadBandwidth=BlockIOWriteBandwidth=。

    IOReadIOPSMax=device IOPS, IOWriteIOPSMax=device IOPS:设置磁盘IO读写的IOPS上限,对应cgroup v2的io.max参数。格式和上面带宽限制的格式一样一样的。

    IPAccounting=:BOOL型,如果为true,则开启ipv4/ipv6的监听和已连接的socket网络收发包统计。

    IPAddressAllow=ADDRESS[/PREFIXLENGTH]…, IPAddressDeny=ADDRESS[/PREFIXLENGTH]…:开启AF_INET和AF_INET6 sockets的网络包过滤功能。参数格式为IPv4或IPv6的地址列表,IP地址后面支持地址匹配前缀(以"/"分隔),如”10.10.10.10/24“。需要注意,该功能仅在开启“eBPF”??榈南低成喜胖С?。

    DeviceAllow=:用于控制对指定的设备节点的访问限制。格式为“设备名 权限”,设备名以"/dev/"开头或者"char-"、“block-”开头。权限为"r","w","m"的组合,分别代表可读、可写和可以通过mknode创建指定的设备节点。对应cgroup的"devices.allow"和"devices.deny"参数。

    DevicePolicy=auto|closed|strict:控制设备访问的策略。strict表示:只允许明确指定的访问类型;closed表示:此外,还允许访问包含/dev/null,/dev/zero,/dev/full,/dev/random,/dev/urandom等标准伪设备。auto表示:此外,如果没有明确的DeviceAllow=存在,则允许访问所有设备。auto是默认设置。

    Slice=:存放unit的slice目录,默认为system.slice。

    Delegate=:默认关闭,开启后将更多的资源控制交给进程自己管理??艉髐nit可以在单其cgroup下创建和管理其自己的cgroup的私人子层级,systemd将不在维护其cgoup以及将其进程从unit的cgroup里移走??舴椒ǎ骸癉elegate=yes”。所以通过设置Delegate选项,可以解决上面的问题。

    配置选项(旧版本)

    这些是旧版本的选项,新版本已经弃用。列出来是因为centos 7里的systemd是旧版本,所以要使用这些配置。

    CPUShares=weight, StartupCPUShares=weight:进程获取CPU运行时间的权重值,对应cgroup的"cpu.shares"参数,取值范围2-262144,默认值1024。

    MemoryLimit=bytes:进程内存使用上限,对应cgroup的"memory.limit_in_bytes"参数。支持K,M,G,T(单位1024)以及infinity。默认值-1表示不限制。

    BlockIOAccounting=:开启磁盘IO统计选项,同上面的IOAccounting=。

    BlockIOWeight=weight, StartupBlockIOWeight=weight:磁盘IO的权重,对应cgroup的"blkio.weight"参数。取值范围10-1000,默认值500。

    BlockIODeviceWeight=device weight:指定磁盘的IO权重,对应cgroup的"blkio.weight_device"参数。取值范围1-1000,默认值500。

    BlockIOReadBandwidth=device bytes, BlockIOWriteBandwidth=device bytes:磁盘IO带宽的上限配置,对应cgroup的"blkio.throttle.read_bps_device"和 "blkio.throttle.write_bps_device"参数。支持K,M,G,T后缀(单位1000)。

    问题解决

    回到上面的问题,我们可以通过两种方法解决:
    1.在unit配置文件里添加一个Delegate=yes的选项,这样资源控制完全有用户自己管理,systemd不会去移动进程到其默认创建的cgroup里。
    2.直接使用systemd的资源控制机制进行资源控制。通过直接使用systemd的资源控制的.service配置文件样例:

    [Unit]
    Description=xx Server
    
    [Service]
    ExecStart=/usr/bin/xx
    
    LimitNOFILE=102400
    LimitNPROC=102400
    LimitCORE=infinity
    Restart=on-failure
    KillMode=process
    MemoryLimit=1G
    CPUShares=1024
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target

    修改完.service文件后,通过systemctl daemon-reload重新导入service文件,通过systemctl restart xx重启服务。

    总结

    systemd有自己的资源控制机制,所以用systemd拉起的服务时,不要自作聪明创建自己的cgroup目录并通过cgexec来拉起进程进行资源控制。

    参考

    systemd.resource-control
    systemd for Administrators, Part XVIII
    Control Group APIs and Delegation

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    发布时间:2019-01-10 10:42:56

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