技术分享 | 使用 systemd 修改资源隔离配置

作者：晏泽
爱可生售后团队成员，主要负责公司数据库运维产品问题诊断；努力在数据库和 IT 领域里摸爬滚打中。
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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

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。