Как ограничить загрузку процессора в Ubuntu Linux с помощью CPULimit

В этом руководстве описывается, как ограничить загрузку процессора в Ubuntu. Я буду использовать для этой цели утилиту cpulimit. Cpulimit - это утилита, которая ограничивает загрузку ЦП конкретным процессом (задается в процентах, а не во времени ЦП). Это особенно полезно при выполнении пакетных заданий, когда вы не хотите, чтобы они забирали слишком много циклов ЦП. Целью cpulimit является ограничение использования процессора конкретным процессом. Она не изменяет значение nice или другие параметры приоритета планирования, а управляет реальным использованием процессора. Кроме того, она может динамически и быстро адаптироваться к общей загрузке системы.

Контроль используемого количества циклов ЦП осуществляется путем отправки сигналов SIGSTOP и SIGCONT POSIX процессам. Все дочерние процессы и потоки указанного процесса будут использовать один и тот же процент загрузки ЦП.

1. Одно предварительное примечание

Это руководство основано на использовании серверной версии Ubuntu 18.04 LTS (Bionic Beaver), поэтому вам следует настроить базовую установку сервера Ubuntu 18.04, прежде чем продолжить работу. Система должна иметь статический IP-адрес. Я использую 192.168.1.100 в качестве своего IP-адреса в этом руководстве, а server1.example.com в качестве имени хоста.

2. Установка CPULimit

Для начала нам нужно установить cpulimit следующим образом:

apt-get update
apt-get install cpulimit

3. Ограничение загрузки CPU

Теперь мы проверим утилиту для ограничения использования процессора. Для этого мы сначала проверим использование ЦП без cpulimit, а затем запустим cpulimit, чтобы оценить ее работу. Давайте проясним это на примере.

Вот пример того, как можно загрузить приложением одноядерный процессор:

dd if=/dev/zero of=/dev/null &

Затем мы проверим загрузку процессора командой:

top

top - 11:24:18 up 49 min,  1 user,  load average: 0.94, 1.02, 1.79
Tasks: 249 total,   2 running, 247 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s): 13.4 us, 11.6 sy,  0.0 ni, 74.9 id,  0.0 wa,  0.1 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem:   1010540 total,   271652 used,   738888 free,    21760 buffers
KiB Swap:  1048572 total,        0 used,  1048572 free.   158204 cached Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                    
 1850 root      20   0    7224    616    520 R 100.0  0.1   1:20.33 dd                         
 1851 root      20   0   24952   1756   1180 R   0.3  0.2   0:00.03 top                        
    1 root      20   0   33480   2776   1456 S   0.0  0.3   0:05.31 init                       
    2 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.01 kthreadd 

Как мы видим, загрузка ЦП достигла 100%, теперь мы задействуем cpulimit для ограничения использования ЦП. Мы можем вывести этот процесс на передний план, используя команду fg, и закрыть его, нажав CTRL+C.

fg

Теперь мы можем протестировать cpulimit, чтобы увидеть, действительно ли она делает то, что должна. Давайте проверим это следующим образом:

cpulimit -l 30 dd if=/dev/zero of=/dev/null &

root@server1:~# cpulimit -l 30 dd if=/dev/zero of=/dev/null &
[1] 1852
root@server1:~# Process 1853 detected

[1]+  Done                    cpulimit -l 30 dd if=/dev/zero of=/dev/null
root@server1:~#

Теперь мы проверим загрузку процессора командой top:

top

top - 11:30:54 up 55 min,  1 user,  load average: 0.20, 0.58, 1.34
Tasks: 250 total,   2 running, 247 sleeping,   1 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  4.5 us,  4.1 sy,  0.0 ni, 91.4 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem:   1010540 total,   271944 used,   738596 free,    21816 buffers
KiB Swap:  1048572 total,        0 used,  1048572 free.   158212 cached Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                   
 1853 root      20   0    7224    612    520 T  33.8  0.1   0:35.53 dd                        
    1 root      20   0   33480   2776   1456 S   0.0  0.3   0:05.37 init                      
    2 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.01 kthreadd                  
    3 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.02 ksoftirqd/0               
    4 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/0:0

Теперь вы можете видеть, что загрузка процессора снизилась со 100% до 33,8%. Итак, мы успешно проверили в действии утилиту cpulimit, которая может ограничивать использование одноядерного процессора.

Вот пример того, как загрузить приложением многоядерный процессор:

Для проверки количества вашего ядра процессора используйте команду:

nproc   

В моем случае это было 4.

Теперь мы продолжим проверять загрузку процессора для приложения без cpulimit во всех 4 ядрах следующим образом:

for j in `seq 1 4`; do dd if=/dev/zero of=/dev/null & done

Эта строка запустит команду, используя все ядра, и выдаст вывод в виде:

root@server1:~# for j in `seq 1 4`; do dd if=/dev/zero of=/dev/null & done
[1] 1263
[2] 1264
[3] 1265
[4] 1266
root@server1:~#

Теперь проверьте использование процессора с помощью команды top:

top

top - 11:47:45 up 4 min,  1 user,  load average: 3.63, 1.53, 0.57
Tasks: 290 total,   5 running, 285 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu0  : 48.3 us, 51.3 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.3 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu1  : 47.8 us, 52.2 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu2  : 53.3 us, 46.4 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.3 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu3  : 52.0 us, 48.0 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem:   1010540 total,   209712 used,   800828 free,    20276 buffers
KiB Swap:  1048572 total,        0 used,  1048572 free.    93632 cached Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                   
 1263 root      20   0    7224    612    520 R 100.0  0.1   2:21.40 dd                        
 1264 root      20   0    7224    616    520 R 100.0  0.1   2:21.41 dd                        
 1265 root      20   0    7224    612    520 R  99.0  0.1   2:21.03 dd                        
 1266 root      20   0    7224    616    520 R  98.0  0.1   2:20.82 dd                        
 1281 root      20   0  104416   3992   2920 S   1.0  0.4   0:00.03 sshd                      
 1283 root      20   0  104416   3988   2920 S   1.0  0.4   0:00.03 sshd                      
 1279 root      20   0  104556   4008   2924 S   0.7  0.4   0:00.08 sshd 

Команда dd потребляет почти 100% всех ядер CPU. Далее мы проверим эту команду с помощью утилиты cpulimit. Для этого убейте предыдущие следы команды dd следующим образом:

killall dd

root@server1:~# killall dd
[1]   Terminated              dd if=/dev/zero of=/dev/null
[3]-  Terminated              dd if=/dev/zero of=/dev/null
[2]-  Terminated              dd if=/dev/zero of=/dev/null
[4]+  Terminated              dd if=/dev/zero of=/dev/null
root@server1:~#

Теперь используйте cpulimit с той же командой, как показано ниже:

for j in `seq 1 4`; do cpulimit -l 20 dd if=/dev/zero of=/dev/null & done

root@server1:~# for j in `seq 1 4`; do cpulimit -l 20 dd if=/dev/zero of=/dev/null & done
[1] 1429
[2] 1430
[3] 1431
[4] 1432
root@server1:~# Process 1434 detected
Process 1433 detected
Process 1437 detected
Process 1439 detected

[1]   Done                    cpulimit -l 20 dd if=/dev/zero of=/dev/null
[2]   Done                    cpulimit -l 20 dd if=/dev/zero of=/dev/null
[3]-  Done                    cpulimit -l 20 dd if=/dev/zero of=/dev/null
[4]+  Done                    cpulimit -l 20 dd if=/dev/zero of=/dev/null
root@server1:~#

Теперь проверьте использование процессора с помощью утилиты top.

top

top - 11:59:10 up 16 min,  2 users,  load average: 0.47, 0.71, 0.81
Tasks: 256 total,   2 running, 251 sleeping,   3 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  2.0 us,  2.0 sy,  0.0 ni, 96.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu1  : 26.2 us, 22.8 sy,  0.0 ni, 50.7 id,  0.0 wa,  0.3 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu2  : 14.0 us, 12.3 sy,  0.0 ni, 73.8 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu3  : 13.3 us, 11.6 sy,  0.0 ni, 75.1 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem:   1010540 total,   204064 used,   806476 free,    20408 buffers
KiB Swap:  1048572 total,        0 used,  1048572 free.    98340 cached Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                   
 1433 root      20   0    7224    612    520 T  28.2  0.1   0:12.00 dd                        
 1439 root      20   0    7224    616    520 R  26.6  0.1   0:12.13 dd                        
 1434 root      20   0    7224    612    520 T  25.3  0.1   0:11.97 dd                        
 1437 root      20   0    7224    612    516 T  22.9  0.1   0:11.93 dd                        
    7 root      20   0       0      0      0 S   0.3  0.0   0:00.22 rcu_sched                 
    8 root      20   0       0      0      0 S   0.3  0.0   0:00.21 rcuos/0      

Как вы можете видеть выше, использование CPU ограничено со 100% до почти 20% для многоядерного процессора.

Поздравляем! Мы успешно протестировали cpulimit для ограничения использования процессора в Ubuntu 18.04.

4. Ссылки:

Ubuntu: http://www.ubuntu.com/

cpulimit: https://github.com/opsengine/cpulimit

Оригинал: How to limit CPU usage with CPULimit on Ubuntu Linux