技术分享 | 使用 systemd 修改资源隔离配置

本文关键字：Linux、systemd、资源隔离

⼀、修改 systemd unit file

为了给程序配置资源隔离，通常我们会到 cgroup 层级树下的控制器⾥，创建或者修改控制组⽂件。

在 Linux7 中，如果为程序配置了 systemd 服务，除了直接修改控制组文件之外，还可以通过 systemd 相关命令对程序的资源隔离配置进行修改。

1.1 修改方法

有两种方法可以对配置了 systemd 的程序进行资源隔离：

1. 命令行修改：通过执行 systemctl set-property 命令实现，形式为 systemctl set-property name parameter=value；修改默认即时生效。

2. 手工修改文件：直接编辑程序的 systemd unit file 文件，完成之后需手工执行 systemctl daemon-reload 更新配置，并重启服务 systemctl restart name.service。

systemd unit file 里支持的资源隔离配置项，如常见的：

• CPUQuota=value 该参数表示服务可以获取的最大 CPU 时间，value 为百分数形式，高于 100% 表示可使用 1 核以上的 CPU。与 cgroup cpu 控制器 cpu.cfs_quota_us 配置项对应。
• MemoryLimit=value 该参数表示服务可以使用的最大内存量，value 可以使用 K, M, G, T 等后缀表示值的大小。与 cgroup memory 控制器 memory.limit_in_bytes 配置项对应。

完整的配置项列表，请参考官方文档：2.3.2. Modifying Unit Files https://access.redhat.com/documentation/en-us/red_hat_enterprise_linux/7/html/resource_management_guide/sec-modifying_control_groups#sec-Modifying_Unit_Files

1.2 试验说明

以 MySQL CPU 资源管理为例。

环境信息：

• 系统版本：CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)

• CPU 配置：4 核 CPU

• 当资源限制为 1 核 CPU 时（CPUQuota=100%）：

• 修改 CPU 资源配置为：2核（CPUQuota=200%）

• 再次测试，可以看到数据库在写入数据的过程中，%CPU 的值固定在 200% 左右。

二、简要原理说明

系统资源在 cgroup 里体现为资源控制器（resource controller/cgroup subsystem）；每个controller 以层级目录结构的方式对系统资源进行管理。systemd 在系统开机时，默认自动将 cpu、blkio、memory 等控制器挂载到 /sys/fs/cgroup 路径下。

systemd 使⽤以下三种类型的 unit 来进⾏资源管理：

• service：A system service
• slice：A group of hierarchically organized units that manage system process
• scope：An externally created process

其中 scope 类型只能由程序自动创建；其他两种可程序⾃动创建，也可⼿动创建。系统在启动的时候将默认创建⼀系列运⾏时必要的 service，同时也会创建四种必要的 slice：

• -.slice — the root slice;
• system.slice — the default place for all system services;
• user.slice — the default place for all user sessions;
• machine.slice — the default place for all virtual machines and Linux containers.

基于此，在 Linux 7 中，系统通过绑定程序的 systemd 层级树路径和 cgroup 资源控制器路径实现资源隔离（可使用命令 systemd-cgls 直观查看，见下文图片），具体表现为：

1. 将 service unit、scope unit 或者 slice unit 在 systemd 层级树里的路径，与对应的 cgroup 资源控制器路径进⾏匹配
2. unit file 里有对应资源管理配置参数，直接作用于 cgroup 对应的资源控制器

因此，通过修改程序的 systemd unit file 里与资源管理相关的参数，即可达到资源隔离配置的目的。