Linux namespace和cgroups簡(jiǎn)介

先放結(jié)論，namespace 是用來(lái)做資源隔離, cgroup 是用來(lái)做資源限制。

Namespace

先說(shuō)Namespace，虛擬技術(shù)基本要求就是資源隔離，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是我獨(dú)占當(dāng)前所有的資源。比如我在 8080 端口起 web 服務(wù)器，不用擔(dān)心其他進(jìn)程端口占用。Linux 自帶 namespace 就能達(dá)到這個(gè)目的。namespace 從2002 開(kāi)始開(kāi)發(fā)到現(xiàn)在已經(jīng)快20年的歷史了，到現(xiàn)在一共有6種 namespace：

• mnt， 文件系統(tǒng)

• pid， 進(jìn)程

• net， 網(wǎng)絡(luò)

• ipc， 系統(tǒng)進(jìn)程通信

• uts， hostname

• user， 用戶

可以通過(guò)三個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的方式

• clone，創(chuàng)建新的進(jìn)程和新的namespace，新創(chuàng)建的進(jìn)程 attach 到新創(chuàng)建的 namespace

• unshare，不創(chuàng)建新的進(jìn)程，創(chuàng)建新的 namespace 并把當(dāng)前進(jìn)程 attach 上

• setns， attach 進(jìn)程到已有的 namespace 上

shell 也提供了一個(gè)和系統(tǒng)調(diào)用同名的 unshare 命令可以非常簡(jiǎn)單的創(chuàng)建 namespace。

sudo unshare --fork --pid --mount-proc bash

這樣創(chuàng)建了一個(gè)新的 PID namespace 并在里面運(yùn)行了 bash。我們看看當(dāng)前 namespace 的進(jìn)程

在這個(gè) namespace 里，就只有兩個(gè)進(jìn)程了。

Cgroups

cgroups 是 control groups 控制組的意思, 可以通過(guò)文件系統(tǒng)來(lái)訪問(wèn)這些信息。一般cgroups 掛載在/sys/fs/cgroup

內(nèi)核會(huì)讀取這些信息來(lái)調(diào)度資源分配給每個(gè)進(jìn)程。比如我要限制進(jìn)程占用CPU的時(shí)間。我用 Go 寫(xiě)了一個(gè)模擬高 CPU 的代碼。

func IsPrime(value int) bool {    for i := 2; i <= int(math.Floor(float64(value)/2)); i++ {        if value%2 == 0 {            return false        }    }    return true}
func main() {    for i := 0; i < 999999999; i++ {        fmt.Printf("%v is prime: %v
", i, IsPrime(i))    }}

我創(chuàng)建兩個(gè) CPU 的 cgroups

sudo cgcreate -g cpu:/cpulimitedsudo cgcreate -g cpu:/lesscpulimited

cpu.shares 是給內(nèi)核為每個(gè)進(jìn)程決定 CPU 計(jì)算資源，默認(rèn)值是1024。給 cpulimited 設(shè)置為 512，lesscpulimited 保留默認(rèn)值，那么在這兩個(gè)組的進(jìn)程會(huì)以1 ：2的比例占用CPU。

sudo cgset -r cpu.shares=512 cpulimited

我們來(lái)驗(yàn)證一下。

在 cpulimited 起一個(gè)進(jìn)程

sudo cgexec -g cpu:cpulimited ./main > /dev/null &

可以看到獨(dú)占了 100% 的 CPU，在 cpulimited 再起一個(gè)進(jìn)程

兩個(gè)進(jìn)程都在 cpulimited，各占50%的 CPU。在 lesscpulimited 起一個(gè)進(jìn)程

sudo cgexec -g cpu:lesscpulimited ./main > /dev/null &

兩個(gè) cpulimited 進(jìn)程的 CPU 之和 與 一個(gè) lesscpulimited 進(jìn)程的 CPU 差不多就是 1：2的關(guān)系。