Giới thiệu

Trong phần 2, mình đã giới thiệu về các biến giới hạn tài nguyên I/O của subsystem blkio cũng như làm 2 thực nghiệm đối với subsystem này. Trong phần 3 này, mình sẽ giới thiệu về cách cgroup giới hạn tài nguyên cpu thông qua subsystem: cpu

CPU subsystem

cpu subsystem xếp lịch truy cập CPU cho các cgroups. Việc xếp lịch này được thực hiện bởi 2 chính sách lập lịch sau:

• Completely Fair Scheduler (CFS): lập lịch theo tỉ lệ. CFS chia thời gian sử dụng cpu của các cgroups theo tỉ lệ truy cập mà các cgroups này được thiết lập
• Real-Time Scheduler (RT): cho phép xác định thời gian cpu thực mà một tác vụ có thể sử dụng.

Các biến số của CFS

Có một chú ý là nếu như tài nguyên CPU thừa thãi, tác vụ có thể sẽ nhận được tài nguyên nhiều hơn mức bị giới hạn.

Các biến số của RT

Ý nghĩa của các biến dưới đây tương đồng với biến của CFS, chỉ khác là nó được áp dụng cho các tác vụ real-time.

Thực nghiệm

Thực nghiệm về tỉ lệ tương đối giữa các task

Ta sẽ tạo 2 containers và giới hạn tài nguyên cpu của 2 containers thông qua cgroups theo tỉ lệ 750:250. Điều này nghĩa là 1 cgroup có thời gian sử dụng cpu nhiều hơn gấp đôi so với cgroup còn lại.

Bước 1: Chuẩn bị

$ cat /var/lib/lxc/test/config
.....
lxc.cgroup.cpu.shares = 250
lxc.cgroup.cpuset.cpus = 0

$ cat /var/lib/lxc/test_io/config
.....
lxc.cgroup.cpu.shares = 750
lxc.cgroup.cpuset.cpus = 0

Ở đây do cpu cores của mình nhiều --> thừa cpu cores nên mình thêm cpuset.cpus = 0 nghĩa là chỉ sử dụng core số 0. Chi tiết về cpuset subsystem sẽ được giới thiệu ở phần sau.

Bước 2: Chạy thực nghiệm

Để kiểm tra cpu shares, mình thử nghiệm 1 chương trình dễ hiểu cho cpu chạy 100% công suất. Chương trình đơn giản dùng 1 vòng lặp vô hạn không làm gì cả để cho cpu quay điên cuồng

#include <stdio.h>

int main() {
    while(1) { }
    return 0;
}

Chương trình sẽ được compile và chạy trên 2 container khác nhau:

[root@test ~]# ./test

[root@test_io ~]# ./test_io

Bước 3: Quan sát kết quả

Ở máy host, mình chạy lệnh top và quan sát TIME mỗi process dành cpu. Mình có kết quả như trong hình (sau khi để các process chạy 1 lúc)

Ta có thể quan sát được là:

• CPU0 hoạt động 100% công suất
• Thời gian cpu của test_io lớn hơn gấp đôi thời gian cpu của test.

Thực nghiệm 2: Giới hạn thời gian cpu

Để kiểm chứng 2 biến cpu.cfs_quota_us và cpu.cfs_period_us, mình sẽ tiến hành bằng cách chỉ chạy 1 container và giới hạn tài nguyên cpu với container đấy. Như ở thực nghiệm trên, ta đã quan sát được rằng với vòng lập vô hạn, cpu sẽ quan điên cuồng đến 100% năng lực. Ta sẽ giới hạn chỉ cho cgroup sử dụng 50% thời gian cpu và quan sát kết quả.

Bước 1: Chuẩn bị

Tạo 1 cgroup với thời gian cpu (quota) bằng 1/2 thời gian được sử dụng

$ cat /var/lib/lxc/test/config
...
lxc.cgroup.cpu.cfs_quota_us = 500000
lxc.cgroup.cpu.cfs_period_us = 1000000
lxc.cgroup.cpuset.cpus = 0

Con số có ý nghĩa là cpu 0, cứ 1s cpu được gán cho tác vụ thì chỉ cho quota cho tác vụ là 0.5s.

Bước 2: chạy chương trình

Ta sẽ vẫn sử dụng chương trình spin cpu ở trên

$ cat test.c
#include <stdio.h>

int main() {
    while(1) { }
    return 0;
}

$ ./test

Bước 3: quan sát kết quả

Mình thực hiện và có kết quả như ở hình dưới đây:

Ta có thể quan sát được rằng: khi cpu0 được gán cho container test, cpu chỉ sử dụng tối đa là 50% năng lực của cpu, đúng như cài đặt

Kết luận

Bài viết giới thiệu về cpu subsystem của cgroup, các biến số giới hạn cpu của 2 chính sách lập lịch cpu là CFS và RT. Bài viết cũng trình bày 2 thực nghiệm để kiểm chứng hoạt động của các biến số này.

Các phần sau sẽ dần dần giới thiệu các subsystem liên quan đến cpu khác: cụ thể là cpuset và cpuact.