• 控制組（cgroups）是 Linux 內核的一個特性，主要用來對共享資源進行隔離、限制、審計 等。
• 只有能控制分配到容器的資源，才能避免當多個容器同時運行時的對系統資源的競爭。
• 控制組技術最早是由 Google 的程序員 2006 年起提出，Linux 內核自 2.6.24 開始支持。
• 控制組可以提供對容器的內存、CPU、磁盤 IO 等資源的限制和審計管理。

我們通過 Linux 的命名空間為新創建的進程隔離了文件系統、網絡并與宿主機器之間的進程相互隔離，但是命名空間并不能夠為我們提供物理資源上的隔離，比如 CPU 或者內存，如果在同一臺機器上運行了多個對彼此以及宿主機器一無所知的『容器』，這些容器卻共同占用了宿主機器的物理資源。

如果其中的某一個容器正在執行 CPU 密集型的任務，那么就會影響其他容器中任務的性能與執行效率，導致多個容器相互影響并且搶占資源。如何對多個容器的資源使用進行限制就成了解決進程虛擬資源隔離之后的主要問題，而 Control Groups（簡稱 CGroups）就是能夠隔離宿主機器上的物理資源，例如 CPU、內存、磁盤 I/O 和網絡帶寬。

每一個 CGroup 都是一組被相同的標準和參數限制的進程，不同的 CGroup 之間是有層級關系的，也就是說它們之間可以從父類繼承一些用于限制資源使用的標準和參數。

Linux 的 CGroup 能夠為一組進程分配資源，也就是我們在上面提到的 CPU、內存、網絡帶寬等資源，通過對資源的分配，CGroup 能夠提供以下的幾種功能：

在 CGroup 中，所有的任務就是一個系統的一個進程，而 CGroup 就是一組按照某種標準劃分的進程，在 CGroup 這種機制中，所有的資源控制都是以 CGroup 作為單位實現的，每一個進程都可以隨時加入一個 CGroup 也可以隨時退出一個 CGroup。

Linux 使用文件系統來實現 CGroup，我們可以直接使用下面的命令查看當前的 CGroup 中有哪些子系統：

$ lssubsys -m cpuset /sys/fs/cgroup/cpuset cpu /sys/fs/cgroup/cpu cpuacct /sys/fs/cgroup/cpuacct memory /sys/fs/cgroup/memory devices /sys/fs/cgroup/devices freezer /sys/fs/cgroup/freezer blkio /sys/fs/cgroup/blkio perf_event /sys/fs/cgroup/perf_event hugetlb /sys/fs/cgroup/hugetlb

大多數 Linux 的發行版都有著非常相似的子系統，而之所以將上面的 cpuset、cpu 等東西稱作子系統，是因為它們能夠為對應的控制組分配資源并限制資源的使用。

如果我們想要創建一個新的 cgroup 只需要在想要分配或者限制資源的子系統下面創建一個新的文件夾，然后這個文件夾下就會自動出現很多的內容，如果你在 Linux 上安裝了 Docker，你就會發現所有子系統的目錄下都有一個名為 Docker 的文件夾：

$ ls cpu cgroup.clone_children ... cpu.stat docker notify_on_release release_agent tasks$ ls cpu/docker/ 9c3057f1291b53fd54a3d12023d2644efe6a7db6ddf330436ae73ac92d401cf1 cgroup.clone_children ... cpu.stat notify_on_release release_agent tasks

9c3057xxx 其實就是我們運行的一個 Docker 容器，啟動這個容器時，Docker 會為這個容器創建一個與容器標識符相同的 CGroup，在當前的主機上 CGroup 就會有以下的層級關系：

每一個 CGroup 下面都有一個 tasks 文件，其中存儲著屬于當前控制組的所有進程的 pid，作為負責 cpu 的子系統，cpu.cfs_quota_us 文件中的內容能夠對 CPU 的使用作出限制，如果當前文件的內容為 50000，那么當前控制組中的全部進程的 CPU 占用率不能超過 50%。

如果系統管理員想要控制 Docker 某個容器的資源使用率就可以在 docker 這個父控制組下面找到對應的子控制組并且改變它們對應文件的內容，當然我們也可以直接在程序運行時就使用參數，讓 Docker 進程去改變相應文件中的內容。

$ docker run -it -d --cpu-quota=50000 busybox 53861305258ecdd7f5d2a3240af694aec9adb91cd4c7e210b757f71153cdd274 $ cd 53861305258ecdd7f5d2a3240af694aec9adb91cd4c7e210b757f71153cdd274/ $ ls cgroup.clone_children cgroup.event_control cgroup.procs cpu.cfs_period_us cpu.cfs_quota_us cpu.shares cpu.stat notify_on_release tasks $ cat cpu.cfs_quota_us 50000

當我們使用 Docker 關閉掉正在運行的容器時，Docker 的子控制組對應的文件夾也會被 Docker 進程移除，Docker 在使用 CGroup 時其實也只是做了一些創建文件夾改變文件內容的文件操作，不過 CGroup 的使用也確實解決了我們限制子容器資源占用的問題，系統管理員能夠為多個容器合理的分配資源并且不會出現多個容器互相搶占資源的問題。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Docker原理之CGroups的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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