在企业级应用系统中,通常需要对不同的应用资源进行精细化的管理和限制。cgroup作为Linux内核中的一个重要特性,可以提供应用程序的资源管理及限制能力,对于管理大型服务、网站和应用程序等的服务器,使用cgroup对其所需要的资源进行限制可以更加精细地控制系统资源的使用,这里我们将以Oracle数据库为例来进行介绍。
在使用 cgroup 对 Oracle 数据库进行资源管理时,我们需要根据具体的场景和实际情况对这些资源进行限制。常见的需要限制的资源类型包括 CPU、内存、磁盘和网络带宽等,下面我们将针对这四种资源类型逐一进行详细讲解。
CPU资源限制
CPU资源是Oracle数据库的重要资源之一。Oracle数据库通常使用多个进程来处理用户请求,而这些进程在竞争 CPU 资源时会产生大量的上下文切换开销,影响系统性能。因此,我们需要对它们进行资源限制。下面是一个使用 cgroup 对 CPU 进行资源限制的例子:
# 创建 cgroup,名称为 cpulimited,在根控制组下
mkdir /sys/fs/cgroup/cpu/cpulimited
echo 100000 >/sys/fs/cgroup/cpu/cpulimited/cpu.cfs_quota_us
echo 25000 >/sys/fs/cgroup/cpu/cpulimited/cpu.cfs_period_us
# 将 Oracle 数据库进程添加到 cpulimited 组
echo $ORACLE_PID >/sys/fs/cgroup/cpu/cpulimited/cgroup.procs
以上代码将 Oracle 进程添加到 cpulimited 组内,该组的 CPU 使用配额为 25%,即每 25000us 中只允许 Oracle 进程占用 CPU 1 个 CPU 核(假设是 4 核 CPU),这样就可以严格限制 Oracle 进程的 CPU 使用,在高负载情况下,系统其他进程也能够获得足够的 CPU 时间。
内存资源限制
Oracle数据库通常需要大量的内存资源来存储数据和缓存,但是过度的内存占用会导致系统出现内存溢出和OOM情况。使用 cgroup 对 Oracle 数据库进行内存资源限制,可以有效地避免这些问题。
# 创建 cgroup,名称为 memlimited,在根控制组下
mkdir /sys/fs/cgroup/memory/memlimited
# 设置该组的内存限制为 2G
echo 2G >/sys/fs/cgroup/memory/memlimited/memory.limit_in_bytes
# 将 Oracle 数据库进程添加到 memlimited 组
echo $ORACLE_PID >/sys/fs/cgroup/memory/memlimited/cgroup.procs
以上代码将 Oracle 程序添加到 memlimited 组内,该控制组对内存进行了限制。使用 Oracle 数据库的进程不能超过 2G 的物理内存,如果超过了设定的限制,该程序会受到 Linux 内核的Kill 命令,从而保证整个系统的稳定性。
磁盘资源限制
Oracle 数据库通常需要大量的磁盘空间进行数据的持久化存储,但是过度占用磁盘空间会导致磁盘IO性能下降、应用程序反应慢、甚至数据库崩溃等问题。使用 cgroup 对 Oracle数据库进行磁盘资源限制,能够有效地避免这些问题。
# 创建 cgroup,名称为 iolimited,在根控制组下
mkdir /sys/fs/cgroup/blkio/iolimited
# 设置读写带宽速率
echo "8:0 1048576" >/sys/fs/cgroup/blkio/iolimited/blkio.throttle.read_bps_device
echo "8:0 1048576" >/sys/fs/cgroup/blkio/iolimited/blkio.throttle.write_bps_device
# 将 Oracle 数据库进程添加到 iolimited 组
echo $ORACLE_PID >/sys/fs/cgroup/blkio/iolimited/cgroup.procs
以上代码将 Oracle 程序添加到 iolimited 组内,该控制组对磁盘IO进行了限制。这里设置了读写带宽速率的上限为 1048576,即每秒读写总共 1MB。这样做可以避免数据库在读写繁忙时出现 IO 阻塞的情况,同时,也可以防止数据过度占用磁盘,导致空间不足的状况。
网络带宽限制
Oracle 数据库还需要与其他应用和计算机进行数据交换,这可能会占用大量的网络带宽资源,从而影响其他应用程序的网络通信。因此,我们需要使用 cgroup 对 Oracle 数据库进行网络带宽限制。
# 创建 cgroup,名称为 netlimited,在根控制组下
mkdir /sys/fs/cgroup/net_cls/netlimited
# 为该组添加网络浮标标记符号
echo 0x10001 >/sys/fs/cgroup/net_cls/netlimited/net_cls.classid
# 将 Oracle 数据库进程添加到 netlimited 组
echo $ORACLE_PID >/sys/fs/cgroup/net_cls/netlimited/cgroup.procs
# 使用 tc 命令限制该组的网络带宽
tc qdisc add dev eth0 root handle 1:0 htb default 2
tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 htb rate 128kbit
tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:2 htb ceil 128kbit
tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1:0 prio 100 handle 0x10001 fw flowid 1:1
以上代码将 Oracle 程序添加到 netlimited 组内,该控制组对网络带宽资源进行了限制,限制了带宽速率为 128 kbit/s。通过添加浮标标识符,可以防止其他应用程序在 Oracle 进程使用网络资源时出现网络拥塞问题,实现多个应用程序之间的公平共享网络资源。
总结
使用 cgroup 对 Oracle 进行资源管理和限制,可以有效地防止由于资源拥塞、占用过多资源导致系统的不稳定、不可用等问题。使用以上的例子进行实践,可以有效地提高系统的稳定性和性能,在关键业务场景中具有非常重要的作用。