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使用cgroups管理Linux磁盘io的方法

  我们都知道Linux系统中的cgroups可用于管理cpu资源,今天小编要给大家介绍的是如何使用cgroups管理进程磁盘io,如果你对此感兴趣的话,不妨来了解下吧。

 使用cgroups管理Linux磁盘io的方法

  这个功能通过 blkio 子系统实现。

  blkio 子系统里东西很多。不过大部分都是只读的状态报告,可写的参数就只有下面这几个:

  代码如下:

  blkio.throttle.read_bps_device

  blkio.throttle.read_iops_device

  blkio.throttle.write_bps_device

  blkio.throttle.write_iops_device

  blkio.weight

  blkio.weight_device

  这些都是用来控制进程的磁盘 io 的。很明显地分成两类,其中带“throttle”的,顾名思义就是节流阀,将流量限制在某个值下。而“weight”就是分配 io 的权重。

  “throttle”的那四个参数看名字就知道是做什么用的。拿 blkio.throttle.read_bps_device 来限制每秒能读取的字节数。先跑点 io 出来

  代码如下:

  dd if=/dev/sda of=/dev/null &

  [1] 2750

  用 iotop 看看目前的 io

  代码如下:

  TID PRIO USER DISK READ DISK WRITE SWAPIN IO》 COMMAND

  2750 be/4 root 66.76 M/s 0.00 B/s 0.00 % 68.53 % dd if=/dev/sda of=/dev/null

  。。。

  然后修改一下资源限制,把进程加入控制组

  代码如下:

  echo ‘8:0 1048576’ 》/sys/fs/cgroup/blkio/foo/blkio.throttle.read_bps_device

  echo 2750 》/sys/fs/cgroup/blkio/foo/tasks

  这里的 8:0 就是对应块设备的主设备号和副设备号。可以通过 ls -l 设备文件名查看。如

  代码如下:

  # ls -l /dev/sda

  brw-rw—-。 1 root disk 8, 0 Oct 24 11:27 /dev/sda

  这里的 8, 0 就是对应的设备号。所以,cgroups 可以对不同的设备做不同的限制。然后来看看效果

  代码如下:

  TID PRIO USER DISK READ DISK WRITE SWAPIN IO》 COMMAND

  2750 be/4 root 989.17 K/s 0.00 B/s 0.00 % 96.22 % dd if=/dev/sda of=/dev/null

  。。。

  可见,进程的每秒读取立马就降到了 1MB 左右。要解除限制,写入如 “8:0 0” 到文件中即可

  不过需要注意的是,这种方式对小于采样间隔里产生的大量 io 是没用的。比如,就算在 1s 内产生一个每秒写入 100M 的峰值,也不会因此被限制掉。

  再看看 blkio.weight 。blkio 的 throttle 和 weight 方式和 cpu 子系统的 quota 和 shares 有点像,都是一种是绝对限制,另一种是相对限制,并且在不繁忙的时候可以充分利用资源,权重值的范围在 10 – 1000 之间。

  测试权重方式要麻烦一点。因为不是绝对限制,所以会受到文件系统缓存的影响。如在虚拟机中测试,要关闭虚机如我用的 VirtualBox 在宿主机上的缓存。如要测试读 io 的效果,先生成两个几个 G 的大文件 /tmp/file_1,/tmp/file_2 ,可以用 dd 搞。然后设置两个权重

  代码如下:

  # echo 500 》/sys/fs/cgroup/blkio/foo/blkio.weight

  # echo 100 》/sys/fs/cgroup/blkio/bar/blkio.weight

  测试前清空文件系统缓存,以免干扰测试结果

  代码如下:

  sync

  echo 3 》/proc/sys/vm/drop_caches

  在这两个控制组中用 dd 产生 io 测试效果。

  代码如下:

  # cgexec -g “blkio:foo” dd if=/tmp/file_1 of=/dev/null &

  [1] 1838

  # cgexec -g “blkio:bar” dd if=/tmp/file_2 of=/dev/null &

  [2] 1839

  还是用 iotop 看看效果

  代码如下:

  TID PRIO USER DISK READ DISK WRITE SWAPIN IO》 COMMAND

  1839 be/4 root 48.14 M/s 0.00 B/s 0.00 % 99.21 % dd if=/tmp/file_2 of=/dev/null

  1838 be/4 root 223.59 M/s 0.00 B/s 0.00 % 16.44 % dd if=/tmp/file_1 of=/dev/null

  两个进程每秒读的字节数虽然会不断变动,但是大致趋势还是维持在 1:5 左右,和设定的 weight 比例一致。blkio.weight_device 是分设备的。写入时,前面再加上设备号即可。

  blkio 子系统里还有很多统计项

  blkio.time

  ​​​各​​​设​​​备​​​的​​​ io 访​​​问​​​时​​​间,单位毫秒

  blkio.sectors

  换入​​​者​​​或​​​出​​​各​​​设​​​备​​​的​​​扇​​​区​​​数

  blkio.io_serviced

  各设​​​备​​​中​​​执​​​行​​​的各类型​​​ io 操​​​作​​​数,分read、​​​write、​​​sync、async 和 total

  ​​​ blkio.io_service_bytes

  各类型​​​ io ​​​换入​​​者​​​或​​​出​​​各​​​设​​​备​​​​​​的​​​字​​​节​​​数

  ​​​ blkio.io_service_time

  各设​​​备​​​中​​​执​​​行​​​的各类型​​​ io 时间,单位微秒

  ​​​blkio.io_wait_time

  各设​​​备​​​中各类型​​​ io 在队列中的 等待时间

  ​​​  blkio.io_merged

  各设​​​备​​​中各类型​​​ io 请求合并的次数

  ​​​ blkio.io_queued

  各设​​​备​​​中各类型​​​ io 请求当前在队列中的数量

  ​​通过这些统计项更好地统计、监控进程的 io 情况

  用

  代码如下:

  echo 1 》blkio.reset_stats

  可以将所有统计项清零。

  上面就是Linux中使用cgroups管理进程磁盘io的方法介绍了,在管理进程磁盘io的时候会用到blkio 子系统,通过上面的方法你可以限制和监控进程磁盘io,你学会了吗?

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文章名称:《使用cgroups管理Linux磁盘io的方法》
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