Linux cgroup源码分析＜一＞概述

Linux cgroup用于控制进程使用memory,cpu,blk,net等资源，从而达到进程之间资源隔离. 

代码实现比较简单，层次结构非常明显,总体框图如下：

cgroup core 实现了一套虚拟文件系统cgroup fs,这样用户直接使用mkdir/rmdir等命令来进行资源管控, 而对某种资源的控制，由对应的subsystem来实现。

group core负责维护每个cgroup和subystem的生命周期，以及实现通用API接口.

1. cgroup子系统介绍

blkio   -- 这个子系统为块设备设定输入/输出限制，比如物理设备（磁盘，固态硬盘，USB 等等）。
cpu     -- 这个子系统使用调度程序提供对 CPU 的 cgroup 任务访问。
cpuacct -- 这个子系统自动生成 cgroup 中任务所使用的 CPU 报告。
cpuset  -- 这个子系统为 cgroup 中的任务分配独立 CPU（在多核系统）和内存节点。
devices -- 这个子系统可允许或者拒绝 cgroup 中的任务访问设备。

freezer -- 这个子系统挂起或者恢复 cgroup 中的任务。
memory  -- 这个子系统设定 cgroup 中任务使用的内存限制，并自动生成由那些任务使用的内存资源报告。
net_cls -- 这个子系统使用等级识别符（classid）标记网络数据包，可允许 Linux 流量控制程序（tc）识别从具体 cgroup 中生成的数据包。

1.在 cgroups 中，任务就是系统的一个进程或者线程,cgroup提供线程级的管控.

2.控制族群（control group）。控制族群就是一组按照某种标准划分的进程。Cgroups 中的资源控制都是以控制族群为单位实现。一个进程可以加入到某个控制族群，也从一个进程组迁移到另一个控制族群。一个进程组的进程可以使用 cgroups 以控制族群为单位分配的资源，同时受到 cgroups 以控制族群为单位设定的限制。

3.层级（hierarchy）。控制族群可以组织成 hierarchical 的形式，既一颗控制族群树。控制族群树上的子节点控制族群是父节点控制族群的孩子，继承父控制族群的特定的属性。

• 每次在系统中创建新层级时，该系统中的所有任务都是那个层级的默认 cgroup（我们称之为 root cgroup，此 cgroup 在创建层级时自动创建，后面在该层级中创建的 cgroup 都是此 cgroup 的后代）的初始成员；
• 一个子系统最多只能附加到一个层级；
• 一个层级可以附加多个子系统；
• 一个任务可以是多个 cgroup 的成员，但是这些 cgroup 必须在不同的层级；
• 系统中的进程（任务）创建子进程（任务）时，该子任务自动成为其父进程所在 cgroup 的成员。然后可根据需要将该子任务移动到不同的 cgroup 中，但开始时它总是继承其父任务的 cgroup。

4.子系统（subsytem）。一个子系统就是一个资源控制器，比如 cpu 子系统就是控制 cpu 时间分配的一个控制器。子系统必须附加（attach）到一个层级上才能起作用，一个子系统附加到某个层级以后，这个层级上的所有控制族群都受到这个子系统的控制。

2.数据结构

cgroup设计到的数据结构如下:

css_set: 用来建立task与cgroup之间的多对多关系, 因为一个进程可以被多个不同层级的cgroup来管控,
cg_cgroup_link:用来维护css_set与cgroup 的关系
cgroup:每次mkdir创建一个目录，就会产生一个cgroup
cgroup_subsys: 表示一个资源控制子系统，可以看做cgroup_subsys_state基类
cgroup_subsys_state:可以认为是cgroup_subsys的实例
css_set_table:hash table,用于快速查找css_set

 

3. 层级关系