Linux中的cgroup（control group，控制组）是内核提供的一种资源管理机制，能够限制、审计和隔离进程组所使用的物理资源（如CPU、内存、磁盘I/O、网络带宽等），通过cgroup，用户可以精细化管理系统资源，实现资源配额、优先级控制及容器化隔离等场景,以下将详细介绍Linux环境下cgroup的安装与配置步骤。
cgroup安装
多数Linux发行版默认已启用cgroup功能，但需确认内核参数及工具是否正确安装，不同发行版的安装命令略有差异,以下以主流发行版为例说明。
Ubuntu/Debian系统
Ubuntu 18.04及后续版本默认使用cgroup v2，但部分场景可能需安装cgroup工具，执行以下命令安装cgroup-tools（包含cgcreate、cgexec等命令）：
sudo apt update sudo apt install cgroup-tools
若需启用cgroup v1（旧版工具依赖），可通过内核参数systemd.unified_cgroup_hierarchy=0重启系统切换（不推荐，除非有兼容性需求）。
CentOS/RHEL/Fedora系统
CentOS 7及以上版本默认使用cgroup v2，安装libcgroup-tools即可：
sudo yum install libcgroup-tools # CentOS 7/RHEL 7 sudo dnf install libcgroup-tools # CentOS 8+/RHEL 8+/Fedora
若使用CentOS 6等旧版系统，需安装cgroup-bin并手动挂载cgroup v1：
sudo yum install cgroup-bin sudo mount -t cgroup none /sys/fs/cgroup
检查cgroup状态
安装后，可通过以下命令确认cgroup版本及挂载状态：
# 查看cgroup版本（v2会显示unified挂载点） mount | grep cgroup # 输出示例（v2）： # cgroup2 on /sys/fs/cgroup type cgroup2 (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,seclabel,memory_recursiveprot) # 检查内核是否支持cgroup grep CONFIG_CGROUPS /boot/config-$(uname -r) | grep =y
若未启用，需重新编译内核并添加CONFIG_CGROUPS=y等参数（生产环境建议使用发行版提供的内核）。
cgroup配置
cgroup的配置核心是“子系统+层级结构”，通过子系统（如cpu、memory）定义资源类型，通过层级结构（目录树）组织进程组，以下以cgroup v2（推荐）为例说明配置步骤，v1的配置逻辑类似,但参数文件路径和子系统分离。
理解cgroup子系统与挂载点
- 子系统（Controller）：定义资源控制类型，v2中子系统统一挂载到
/sys/fs/cgroup，v1则按子系统分别挂载（如/sys/fs/cgroup/cpu）。 - 挂载点：v2的统一挂载点为
/sys/fs/cgroup，所有资源控制通过该目录下的文件实现。
v2支持的常见子系统功能：
| 子系统 | 作用 |
|———-|——————————-|
| cpu | CPU限制与调度（如周期配额） |
| memory | 内存使用限制与统计 |
| io | 块设备I/O限制（读写速率/IOPS）|
| pids | 进程数量限制 |
创建cgroup层级结构
在/sys/fs/cgroup下创建目录作为cgroup组，目录名自定义，支持层级嵌套，例如创建一个名为webapp的cgroup，用于限制Web应用的资源：
sudo mkdir -p /sys/fs/cgroup/webapp
创建后，目录下会自动生成资源控制文件（如cpu.max、memory.max等）。
设置资源限制
通过修改cgroup目录下的参数文件设置资源配额，以下以webapp为例，配置CPU、内存及I/O限制。
（1）CPU限制
v2中CPU控制通过cpu.max文件实现，格式为<period> <quota>：
<period>：CPU时间配额周期（单位：微秒，默认100000，即100ms）<quota>：周期内允许使用的CPU时间（-1表示无限制，50000表示50% CPU）
例如限制webapp最多使用30% CPU：
# 周期100ms，配额30ms（30% CPU） echo 30000 100000 | sudo tee /sys/fs/cgroup/webapp/cpu.max
（2）内存限制
通过memory.max设置内存上限，单位为字节（支持K/M/G）：
# 限制内存使用不超过512MB echo 536870912 | sudo tee /sys/fs/cgroup/webapp/memory.max
还可设置memory.swap.max限制Swap使用量（需开启Swap）：
echo 1073741824 | sudo tee /sys/fs/cgroup/webapp/memory.swap.max # 内存+Swap不超过1GB
（3）I/O限制
通过io.max限制块设备I/O，格式为<major>:<minor> <rbps> <wbps> <riops> <wiops>（设备号、读速率、写速率、读IOPS、写IOPS）。
首先查看目标设备的设备号（如/dev/sda1）：
lsblk -d -o NAME,MAJ:MIN # 输出示例：sda1 8:1
限制webapp对sda1的读写速率不超过10MB/s：
echo "8:1 10485760 10485760 0 0" | sudo tee /sys/fs/cgroup/webapp/io.max
将进程加入cgroup
将目标进程的PID写入cgroup的cgroup.procs文件（v2）或tasks文件（v1），将Nginx主进程（PID为1234）加入webapp：
# 查看Nginx主进程PID
ps aux | grep nginx | grep -v grep | awk '{print $2}'
# 假设PID为1234，写入cgroup.procs
echo 1234 | sudo tee /sys/fs/cgroup/webapp/cgroup.procs
若需加入多个进程，可逐行写入或使用echo -e "1234n5678" | sudo tee ...。
监控cgroup资源使用
通过cgroup目录下的统计文件查看资源使用情况：
# 查看CPU使用时间（单位：纳秒） cat /sys/fs/cgroup/webapp/cpu.stat # 查看内存使用量（单位：字节） cat /sys/fs/cgroup/webapp/memory.current # 查看I/O统计（读/写字节数、IOPS） cat /sys/fs/cgroup/webapp/io.stat
也可使用cgtop命令实时监控cgroup资源占用（需安装cgroup-tools）：
sudo cgtop
删除cgroup
删除cgroup前需确保其中无进程（或先移除进程），直接删除目录即可：
sudo rmdir /sys/fs/cgroup/webapp
systemd与cgroup集成
现代Linux发行版（如Ubuntu 20.04、CentOS 8）普遍使用systemd管理服务，systemd直接支持通过cgroup限制服务资源，创建一个systemd服务单元文件/etc/systemd/system/webapp.service，添加资源限制：
[Unit] Description=Web Application Service [Service] ExecStart=/usr/bin/nginx # 限制CPU使用率不超过30% CPUQuota=30% # 限制内存不超过512MB MemoryMax=512M # 限制IOPS不超过1000 IOReadIOPSMax=1000 IOWriteIOPSMax=1000 [Install] WantedBy=multi-user.target
加载并启动服务后，systemd会自动将服务进程加入对应的cgroup中,无需手动操作。
相关问答FAQs
问题1：如何查看某个进程所属的cgroup？
答：通过读取进程的/proc/[pid]/cgroup文件可查看其所属cgroup路径，查看PID为1234的进程的cgroup：
cat /proc/1234/cgroup # 输出示例（v2）： # 0::/user.slice/user-1000.slice/session-1.scope
若使用systemd管理，路径中会包含service名称（如/system.slice/webapp.service）。
问题2：cgroup限制设置后不生效，可能的原因有哪些？
答：常见原因及解决方法如下：
- 进程未正确加入cgroup：检查
cgroup.procs文件中是否包含目标进程PID，若进程为子进程，可能需设置cgroup.threads（v2）确保子进程继承。 - 内核参数未启用：确认内核启动参数包含
systemd.unified_cgroup_hierarchy=1（v2）或对应v1参数，可通过cat /proc/cmdline查看。 - 权限不足：修改cgroup参数需root权限，普通用户可通过
sudo或设置cgroup目录权限（如sudo chmod 777 /sys/fs/cgroup/webapp，不推荐）。 - 资源冲突：若父cgroup已设置更严格的限制（如父cgroup限制CPU 20%，子cgroup设置30%）,则以父限制为准。
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