cgroups(Control Groups)

看了一些cgroup的描述，总觉得写得有些云山雾罩的，今天找了原文看了一遍，用自己的理解总结一遍。

在新的Linux Kernel中，将CPU time, Memory, Network bandwidth, 磁盘I/O等称为子系统(subsystems), 在Linux中执行lscgroup可见当前可用的子系统有哪些(其实是一种资源对应了一颗cgroup树)：

• blkio --- 控制块设备读写权限和速率的子系统（如磁盘，USB设备等）
• cpu --- 通过计划表(scheduler)方式控制每个任务(也可以说是进程)访问CPU的权限和时间
• cpuset --- 多核系统（multicore system）中为将同属一个组(cgroup)中的多个任务分别分派到某一个core和其对应的内存节点(memory nodes)
• devices --- 控制组中任务对设备(devices)的访问权限（allow/deny）
• freezer --- 控制组中任务的挂起(suspend)或恢复(resume)
• memory --- 控制组中任务可使用多少内存并同时自动报告这些任务使用了多少内存资源
• net_cls --- 通过class identifier(classid)为网络报文只是标记（即染色），从而使tc（Linux traffic controller）能识别报文来自控制组中的某一个任务
• net_prio --- 动态设置每个网络接口下的网络流量优先级别的子系统
• ns --- 命名空间子系统
• perf_event --- 识别任务的cgroup成员身份，可用于性能分析

cgroup中资源控制器或简称控制器与子系统指的都是同一回事儿； 所谓的任务就是我们熟知的系统进程。

cgroup hierarchy（cgroup层级）----我称为cgroup树

如下图所示，创建了一个控制组，命名为CPU_MEM_cgroup，这个cgroup对子系统CPU和Memory进行管控。为了实现不同资源配比限制，在CPU_MEM_cgroup下，我们创建了两个子cgroup: group1限制CPU利用率不超过20%, 最大可用内存1024M; group2限制CPU使用率不超过30%, 最大可用内存2048M。

CPU_MEM_cgroup与group1, group2就形成了层级（一颗倒挂的树），我们还可以进一步划分层级，每个子cgroup会继承其父cgroup的一些属性（如挂接的哪些资源-----子系统等）。

与Linux上仅有可一颗进程树（即Linux下所有的进程都是init进程衍生而来，或者说所有进程都能追溯到root进程init）相比, cgroup会有很多颗相互没有关联的树(这个所谓没有关联在下面细说）。

换句话说，子系统、cgroups层级与任务之间存在如下一些规则：

规则1： 一个cgroup树能挂接一个或者多个子系统（资源）

如，CPU这个资源不能同时属于CPU_MEM_cgroup（管理着CPU和Memory分配）和另一个CPU_BLKIO_cgroup（意图管理CPU和块设备)。

规则2：一个子系统（资源，如CPU）已经挂接在某一颗cgroup树时，不能再挂接到另一颗已经挂接了其它不同类型资源的cgroup树上。

注意： CPU这子系统可以同时挂接在两颗cgroup树的前提条件是，仅当这两颗cgroup树只挂接了CPU这一种资源（即两颗树都只关心CPU这一种资源的使用控制）

规则3：每当一颗cgroup树创建时，系统中所有的任务（进程）默认都是其root cgroup(即树的根节点)成员。你可以将某一个任务划拨到树下的某一个分支节点上。

一个任务可以被分配到多个cgroup中去，只要这些cgroup从属于不同的cgroup树。一旦，一个任务在一颗cgroup树的一个节点划拨到这颗树的另一个cgroup节点时，它就不再属于这颗树的上一个节点。换句话说，一个桃子只能由一颗树的一个分支孕育，但不排斥另一颗树的某个枝丫横插一脚，只要这两棵树没有血缘关系。

规则4：任何进程生孩子（fork创建子进程）时，孩子自动的继承父亲的cgroup从属关系（待在同一个窝里），但孩子可以根据需要指定到其它的cgroup节点中去，一旦fork, 父进程和子进程在cgroup看来是两个完全独立的个体。

资源管理上的潜规则：

• 任务（进程）仅能属于某颗cgroup树的某一个节点，因为我们只能通过一种方法去限制这个进程对某个资源的访问方式（如内存管理, 若任务同属一颗树的两个cgroup, 一个说30M限，一个说40M限制，这个进程听谁的）
• 你可以将多种资源划拨到同一颗cgroup树下，然后再树的节点上（子cgroup）设置不同的权限和资源配比，从而使分属不同子cgroup的任务实现不同的管理策略。
• 你可以重构一颗cgroup树，如将挂在该树下的某种资源移除，重新挂接到另一颗cgroup树下。