Cgroup v2 资源限制
100 天认知提升计划 | Day 12
目录
第一部分：核心概念
什么是 Cgroup？
Cgroup (Control Group) 是 Linux 内核提供的资源限制机制，用于控制、限制和隔离进程组的资源使用（CPU、内存、磁盘 IO 等）。
Cgroup 架构图
Cgroup v1 vs v2
| 特性 | Cgroup v1 | Cgroup v2 |
|---|---|---|
| 层次结构 | 多个独立的层次结构 | 统一的单一层次结构 |
| 挂载点 | /sys/fs/cgroup/<controller> | /sys/fs/cgroup/ |
| 配置方式 | 每个控制器独立配置 | 统一在 cgroup.procs 中管理 |
| 复杂度 | 较复杂 | 简化 |
| 内核版本 | Linux 2.6.24+ | Linux 4.5+ |
核心控制器
| 控制器 | 功能 | 常用参数 |
|---|---|---|
| CPU | CPU 时间分配 | cpu.weight, cpu.max |
| Memory | 内存限制 | memory.max, memory.swap.max |
| IO | 磁盘 IO 限制 | io.max, io.weight |
| Pids | 进程数限制 | pids.max |
第二部分：实践操作
Cgroup 配置流程
2.1 CPU 控制
bash
# 创建 cgroup
sudo mkdir /sys/fs/cgroup/myapp
# 查看当前 CPU 配置
cat /sys/fs/cgroup/myapp/cpu.weight # 默认 100
cat /sys/fs/cgroup/myapp/cpu.max # 默认 max 100000
# 设置 CPU 权重（范围 1-10000，默认 100）
echo "200" | sudo tee /sys/fs/cgroup/myapp/cpu.weight
# 设置 CPU 限额：最多使用 50% 的 CPU
# 格式：$QUOTA $PERIOD（微秒）
echo "50000 100000" | sudo tee /sys/fs/cgroup/myapp/cpu.max2.2 内存控制
bash
# 设置内存限制为 100MB
echo "100M" | sudo tee /sys/fs/cgroup/myapp/memory.max
# 设置 Swap 限制（通常设为 0 禁用 swap）
echo "0" | sudo tee /sys/fs/cgroup/myapp/memory.swap.max
# 查看内存使用情况
cat /sys/fs/cgroup/myapp/memory.current2.3 将进程加入 Cgroup
bash
# 将当前 shell 加入 cgroup
echo $$ | sudo tee /sys/fs/cgroup/myapp/cgroup.procs
# 将指定 PID 加入 cgroup
echo 12345 | sudo tee /sys/fs/cgroup/myapp/cgroup.procs
# 查看当前 cgroup 中的进程
cat /sys/fs/cgroup/myapp/cgroup.procs2.4 测试资源限制
bash
# 安装 stress-ng（如果未安装）
brew install stress-ng # macOS
# 或
sudo apt install stress-ng # Ubuntu
# 测试内存限制（尝试使用 200MB，但限制为 100MB，会触发 OOM）
stress-ng --vm 1 --vm-bytes 200M
# 测试 CPU 限制
stress-ng --cpu 4 # 启动 4 个 CPU 压测线程第三部分：实践与思考
与容器的关系
Cgroup 是容器资源限制的底层实现：
OOM Killer 工作流程
| 容器运行时 | Cgroup 使用方式 |
|---|---|
| Docker | 通过 --cpus, --memory 参数配置 |
| Kubernetes | 通过 resources.limits/requests 配置 |
| systemd | 通过 systemd-run --property 配置 |
Docker 资源限制示例
bash
# 限制容器使用 0.5 CPU 和 100MB 内存
docker run -d \
--cpus=0.5 \
--memory=100m \
--name limited-app \
nginx
# 查看容器的 cgroup 配置
docker inspect limited-app | jq '.[0].HostConfig'实践记录
- [ ] 在 Linux 环境下创建并配置 cgroup
- [ ] 测试 CPU 限制效果
- [ ] 测试内存限制效果
- [ ] 观察 Docker 容器的 cgroup 配置
疑问与思考
已解答
- ✅ Cgroup v2 相比 v1 简化了配置，使用统一层次结构
待探索 2. ❓ macOS 上如何模拟 cgroup 行为？（macOS 没有 cgroup，可通过 Docker Desktop 间接体验） 3. ❓ 如何监控 cgroup 的实时资源使用？
关键要点
- Cgroup v2 是现代 Linux 的资源控制标准
- CPU 限制：cpu.weight（权重）vs cpu.max（硬限额）
- 内存限制：memory.max 触发 OOM Killer
- 容器本质：Docker/K8s 的资源限制底层就是 cgroup
更新日期：2026-03-01