Cgroup and cpuset 详细解析

pi@raspberrypi:/sys/fs/cgroup $ ls blkio cpuacct cpuset freezer net_cls,net_prio perf_event systemd cpu cpu,cpuacct devices net_cls net_prio pids unified pi@raspberrypi:/sys/fs/cgroup $ cat /proc/$$/cgroup 9:blkio:/ 8:freezer:/ 7:pids:/user.slice/user-1000.slice/session-911.scope 6:perf_event:/ 5:net_cls,net_prio:/ 4:cpuset:/ 3:cpu,cpuacct:/ 2:devices:/user.slice 1:name=systemd:/user.slice/user-1000.slice/session-911.scope 0::/user.slice/user-1000.slice/session-911.scope

你看到的是树莓派上启用的 cgroup v1 控制器目录结构，以及当前 shell 进程所属的 cgroup 层级。下面我来逐步解释这些内容。

📁 /sys/fs/cgroup 目录结构

这是 Linux 系统挂载 cgroup 控制器的地方。你看到的这些目录代表不同的资源控制子系统：

控制器名	功能说明
cpu	控制 CPU 时间分配（调度优先级）
cpuacct	记录 CPU 使用情况
cpu,cpuacct	联合挂载，常见组合
cpuset	控制 CPU 核心和内存节点绑定
blkio	控制块设备 I/O（磁盘读写）
devices	控制访问设备（如 /dev/null）
freezer	暂停/恢复进程组
net_cls, net_prio	控制网络流量分类和优先级
perf_event	控制性能事件访问
pids	限制进程数量
systemd	systemd 使用的 cgroup 层级
unified	cgroup v2 的挂载点（你当前系统主要使用的是 v1）

📄 /proc/$$/cgroup 输出解析

这是当前 shell 进程（$$）在各个 cgroup 控制器中的所属路径。每一行格式为：

Code

hierarchy-ID:controller-list:cgroup-path

例如：

Code

3:cpu,cpuacct:/       ← 在 cpu 和 cpuacct 控制器中属于根组
7:pids:/user.slice/user-1000.slice/session-911.scope

🔍 重点解释：

• user.slice/user-1000.slice/session-911.scope 是 systemd 为用户会话自动创建的 cgroup 层级，用于隔离和管理用户进程。

• devices:/user.slice 表示该进程在 devices 控制器中属于 user.slice，限制访问某些设备。

• 0::/user.slice/user-1000.slice/session-911.scope 是 cgroup v2 的路径（如果启用了混合模式），但你当前系统主要使用的是 v1。

🧠 总结：你当前系统的 cgroup 状态

• ✅ 启用了多个 cgroup v1 控制器（如 CPU、内存、设备等）

• ✅ 使用 systemd 自动为用户会话创建了隔离的 cgroup 层级

• ✅ 可能启用了 cgroup v2 的挂载点（unified），但未作为主控制器使用

pi@raspberrypi:/sys/fs/cgroup/cpuset $ ls cgroup.clone_children cpuset.effective_cpus cpuset.memory_pressure cpuset.sched_load_balance cgroup.procs cpuset.effective_mems cpuset.memory_pressure_enabled cpuset.sched_relax_domain_level cgroup.sane_behavior cpuset.mem_exclusive cpuset.memory_spread_page notify_on_release cpuset.cpu_exclusive cpuset.mem_hardwall cpuset.memory_spread_slab release_agent cpuset.cpus cpuset.memory_migrate cpuset.mems tasks

树莓派上 cpuset 控制器的根目录配置文件。这些文件用于控制 CPU 和内存节点的分配策略，主要用于将进程绑定到特定的 CPU 核心和 NUMA 内存节点（虽然树莓派通常没有 NUMA，但这些接口仍然存在）。

下面是对这些文件的详细解释：

🧠 核心概念：cpuset 是什么？

cpuset 是 Linux cgroup 的一个子系统，用于将进程绑定到特定的 CPU 核心和内存节点，从而实现资源隔离和优化性能。

📁 cpuset 目录下的关键文件解释

文件名	作用
cpuset.cpus	指定该 cgroup 可使用的 CPU 核心（如 0-3 表示 CPU0 到 CPU3）
cpuset.mems	指定该 cgroup 可使用的内存节点（树莓派通常只有一个）
cpuset.effective_cpus	实际可用的 CPU（考虑继承和限制）
cpuset.effective_mems	实际可用的内存节点
cpuset.cpu_exclusive	是否独占 CPU（1 表示该组独占指定 CPU）
cpuset.mem_exclusive	是否独占内存节点
cpuset.mem_hardwall	是否强制进程只能访问指定内存节点
cpuset.memory_migrate	是否允许迁移内存页到指定节点
cpuset.memory_pressure	当前内存压力（只读）
cpuset.memory_pressure_enabled	是否启用内存压力监控
cpuset.memory_spread_page	是否在多个节点间分散页面分配
cpuset.memory_spread_slab	是否在多个节点间分散 slab 分配
cpuset.sched_load_balance	是否允许调度器在该组内负载均衡
cpuset.sched_relax_domain_level	控制调度器的域级别放松策略（高级调度参数）

📄 与进程相关的文件

文件名	说明
cgroup.procs	当前属于该 cpuset 的进程 PID 列表
tasks	与 cgroup.procs 类似，但包含线程级别信息
cgroup.clone_children	是否允许子 cgroup 继承父配置
cgroup.sane_behavior	是否启用“安全行为”模式（防止不一致配置）
notify_on_release	当 cgroup 被释放时是否通知
release_agent	指定释放时调用的脚本路径（很少使用）

🧪 示例：绑定进程到 CPU0

bash

# 创建一个新的 cpuset 组
sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/mygroup

# 设置 CPU 和内存节点
echo 0 | sudo tee /sys/fs/cgroup/cpuset/mygroup/cpuset.cpus
echo 0 | sudo tee /sys/fs/cgroup/cpuset/mygroup/cpuset.mems

# 将当前 shell 加入该组
echo $$ | sudo tee /sys/fs/cgroup/cpuset/mygroup/cgroup.procs

这样你就把当前 shell 限制在 CPU0 上运行了。

✅ 总结

• cpuset 控制器用于绑定 CPU 和内存资源

• 每个配置文件控制一个方面的资源分配或行为

• 你可以创建子组并将进程加入其中，实现资源隔离