CPUTool - 限制和控制 Linux 中任何进程的 CPU 使用率

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CPU 利用率是决定系统性能的重要因素。当系统上运行多个进程时，CPU 可能会过载，这可能导致系统性能下降甚至崩溃。为避免这种情况，必须控制和限制各个进程的 CPU 利用率。

CPUTool 是一款命令行工具，可用于限制和控制 Linux 系统上运行的任何进程的 CPU 利用率。它的工作原理是设置进程的 CPU 亲缘性和优先级，允许您将 CPU 处理能力的特定百分比分配给特定进程。

本文将讨论如何在 Linux 中安装和使用 CPUTool 来限制和控制任何进程的 CPU 利用率。

CPUTool 的安装

CPUTool 在大多数 Linux 发行版的软件仓库中都可用。您可以使用发行版的包管理器来安装 CPUTool。例如，如果您使用的是 Ubuntu 或 Debian，则可以通过在终端中运行以下命令来安装 CPUTool：

sudo apt-get install cpuset

对于 CentOS 和其他基于 RedHat 的发行版，您可以通过运行以下命令来安装 CPUTool：

sudo yum install cpuset

CPUTool 的基本用法

安装 CPUTool 后，您可以开始使用它来控制系统上运行的任何进程的 CPU 利用率。使用 CPUTool 的基本语法如下：

sudo cpuset -p PROCESS_ID -l CPU_LIST -u CPU_LIST

其中，PROCESS_ID 是您要控制的进程的 ID，CPU_LIST 是您要分配给进程的 CPU 内核列表，-u 是您要分配给进程的 CPU 份额。默认情况下，每个进程的 CPU 份额为 1024，这意味着它可以利用 CPU 处理能力的 100%。

要限制进程的 CPU 利用率，您需要降低其 CPU 份额。例如，如果您想将 ID 为 1234 的进程的 CPU 利用率限制在 50%，则可以运行以下命令：

sudo cpuset -p 1234 -u 512

这会将 CPU 处理能力的 50% 分配给 ID 为 1234 的进程。您还可以通过指定要分配给进程的 CPU 内核来设置进程的 CPU 亲缘性。例如，如果您只想将 CPU 内核 0 和 1 分配给 ID 为 1234 的进程，则可以运行以下命令：

sudo cpuset -p 1234 -l 0,1

这会将 CPU 内核 0 和 1 分配给 ID 为 1234 的进程。

CPUTool 的高级用法

CPUTool 还提供高级功能，使您能够同时控制多个进程的 CPU 利用率。您可以将进程分组到一个“cpuset”中，并为该 cpuset 分配特定的 CPU 份额。

要创建 cpuset，您需要在 /sys/fs/cgroup/cpuset/ 目录中创建一个名为 cpuset 的目录。例如，如果您想创建一个名为“mycpuset”的 cpuset，则可以运行以下命令

sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/mycpuset

然后，您可以通过将进程 ID 写入 cpuset 的 tasks 文件来将进程移动到 cpuset 中。例如，如果您想将 ID 为 1234 的进程移动到“mycpuset”cpuset，则可以运行以下命令：

echo 1234 | sudo tee /sys/fs/cgroup/cpuset/mycpuset/tasks

您可以通过将值写入 cpuset 的 cpu.shares 文件来限制 cpuset 的 CPU 利用率。该值表示 cpuset 与其他 cpuset 相比可以使用的 CPU 时间的相对份额。例如，如果您想将“mycpuset”cpuset 的 CPU 利用率限制在 20%，则可以运行以下命令：

echo 20 | sudo tee /sys/fs/cgroup/cpuset/mycpuset/cpu.shares

这会将“mycpuset”cpuset 中所有进程的 CPU 利用率限制在总 CPU 时间的 20%。

您还可以使用 CPUTool 限制系统中所有进程的 CPU 利用率。为此，您需要为“system”cpuset 设置 CPU 利用率限制。您可以通过运行以下命令来实现：

sudo cpuset -c system -l 50

这会将系统中所有进程的 CPU 利用率限制在 50%。您可以根据需要调整该值。

为特定用户设置 CPU 限制

CPUTool 允许为特定用户或组设置 CPU 限制，而不会影响整个系统。在您希望限制特定用户或用户组的 CPU 利用率的情况下，此功能非常有用。请按照以下步骤为用户设置 CPU 限制：

• 为用户创建 cpuset：

  在 /sys/fs/cgroup/cpuset/ 目录中创建一个新的目录，并以用户名命名。例如，如果您想为名为“user_name”的用户创建 cpuset，请运行以下命令：

sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/user_name

• 为 cpuset 设置 CPU 份额：

  通过将值写入 cpu.shares 文件来为用户的 cpuset 分配 CPU 份额。例如，要为 user_name cpuset 分配 100 个 CPU 份额，请运行以下命令：

sudo echo "100" > /sys/fs/cgroup/cpu/user_name/cpu.shares

• 将用户的进程移动到 cpuset：

  通过将用户的进程 ID 写入 cpuset 的 tasks 文件来将用户的所有进程移动到新创建的 cpuset。例如，如果您想将 user_name 的所有进程移动到 cpuset，请运行以下命令：

sudo pgrep -u user_name | sudo tee /sys/fs/cgroup/cpuset/user_name/tasks > /dev/null

这会将 user_name 的所有进程移动到 cpuset。

使用 CPUTool 和 Systemd 限制 CPU 利用率

要限制 Linux 中进程或进程组的 CPU 利用率，您可以结合使用 CPUTool 和 Systemd。第一步是为要限制的进程创建一个 Systemd 服务文件，方法是使用命令 sudo nano /etc/systemd/system/myprocess.service 用文本编辑器（如 nano）打开该文件。在此文件中，您应该添加进程的单元描述和服务详细信息，包括启用 CPU 计费和进程的可执行文件的路径。

创建 Systemd 服务文件后，您应该使用命令 sudo systemctl daemon-reload 重新加载 Systemd 配置，并使用命令 sudo systemctl start myprocess 启动服务。您可以通过使用命令 sudo systemctl status myprocess 检查服务状态来验证服务是否正确运行。

接下来，通过使用命令 sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/myprocess 在 /sys/fs/cgroup/cpuset/ 目录中创建具有进程名称的目录来为进程创建 cpuset。使用命令 sudo echo "100" > /sys/fs/cgroup/cpu/myprocess/cpu.shares 为 cpuset 设置 CPU 份额。CPU 份额决定分配给 cpuset 的 CPU 时间的比例。

最后，使用命令 sudo pgrep myprocess | sudo tee /sys/fs/cgroup/cpuset/myprocess/tasks > /dev/null 将进程移动到 cpuset。这会将进程移动到 cpuset 并根据分配给 cpuset 的 CPU 份额限制其 CPU 利用率。

通过遵循这些步骤，您可以有效地使用 CPUTool 和 Systemd 限制 Linux 中进程或进程组的 CPU 利用率。

结论

CPUTool 是一款强大的工具，可用于控制 Linux 中任何进程的 CPU 利用率。它提供了一个简单直观的命令行界面，允许您限制进程的 CPU 利用率，监视进程的 CPU 利用率，并执行其他高级任务，例如创建 cpuset 和同时控制多个进程的 CPU 利用率。使用 CPUTool，您可以优化系统性能，防止过热，并提高 Linux 系统的整体稳定性。