Windows进程CPU、内存等资源限制

Windows自身没有提供类似Linux cgroup的能力来限制进程或进程组的资源占用,进程CPU/IO/内存/网络等资源的控制只能由自己实现。目前已有第三方的实现,主要是限制进程CPU的占用,如文档 < 21 Best Ways to Limit the CPU Usage of a Process > 所描述的BES,Process Tamer等软件。自Windows 8及Server 2012开始Windows系统有提供以job为单位的CPU占用及内存上限设置,之前的版本则只能以进程或线程为单位进行限制。

进程CPU占用限制方案

即时轮询系统所有进程(线程)的CPU占用,当发现所设定进程有超标时强制暂停进程所有线程的执行,然后在适当的时机再恢复执行。其中所涉及技术点:

进程CPU占用查询 GetProcessTimes

BOOL GetProcessTimes(
  [in]  HANDLE     hProcess,
  [out] LPFILETIME lpCreationTime,
  [out] LPFILETIME lpExitTime,
  [out] LPFILETIME lpKernelTime,
  [out] LPFILETIME lpUserTime
);

此函数可以获取进程从创建至当前的总运行时间及总的CPU时间,(KernelTime + UserTime) < 系统CPU数 * (当前时间 - CreationTime)

线程CPU占用查询 GetThreadTimes

BOOL GetThreadTimes(
  [in]  HANDLE     hThread,
  [out] LPFILETIME lpCreationTime,
  [out] LPFILETIME lpExitTime,
  [out] LPFILETIME lpKernelTime,
  [out] LPFILETIME lpUserTime
);

QueryThreadCycleTime可以提供更精准的CPU时间数据,单位为CPU时钟周期

BOOL QueryThreadCycleTime(
  [in]  HANDLE   ThreadHandle,
  [out] PULONG64 CycleTime
);

线程暂停及恢复

Windows平台没有提供暂停整个进程的支持函数,只能以线程为单位来操作,即SuspendThread及ResumeThread:

DWORD SuspendThread(
  [in] HANDLE hThread
);
DWORD ResumeThread(
  [in] HANDLE hThread
);

CPU亲和性设置: SetProcessAffinityMask

BOOL SetProcessAffinityMask(
  [in] HANDLE    hProcess,
  [in] DWORD_PTR dwProcessAffinityMask
);

此函数可以限定进程及其所有线程所能使用的CPU,故一定程序上亦限定了进程最大的系统CPU占用率。

DWORD_PTR SetThreadAffinityMask(
  [in] HANDLE    hThread,
  [in] DWORD_PTR dwThreadAffinityMask
);

此函数可单独限制特定线程的CPU亲和性。

进程优先级设置: SetPriorityClass

优先级解决的是优先运行及退让CPU的问题,本质上并不能限定CPU占用,只是优先级高于当前任务的忙碌的时候,当前进程会主动退让CPU 线程优先级设置:SetThreadPriority

BOOL SetThreadPriority(
  [in] HANDLE hThread,
  [in] int    nPriority
);

Job Objects

Windows系统提供了Job的概念用以管理多个进程,可以限制Job对象内所有进程及期线程的CPU核心占用、CPU占用及内存分配上限等,均通过SetInformationJobObject来实现,具体的CPU限制由JOBOBJECT_CPU_RATE_CONTROL_INFORMATION管理,内存限制则由JOBOBJECT_EXTENDED_LIMIT_INFORMATION来管理。

BOOL SetInformationJobObject(
  [in] HANDLE             hJob,
  [in] JOBOBJECTINFOCLASS JobObjectInformationClass,
  [in] LPVOID             lpJobObjectInformation,
  [in] DWORD              cbJobObjectInformationLength
);

需要注意的是CPU占用设置只有Windows 8及Server 2012之后的版本有效。

CPU Sets

此部分只限定了CPU Affinity属性

实验验证

可以直接利用开源项目go-winjob验证,验证系统Windows 8 x64,go-winjob git repo: https://github.com/kolesnikovae/go-winjob

验证程序

#include &lt;stdio.h&gt;
#include &lt;stdlib.h&gt;

void main(int argc, char *argv[])
{
        unsigned long total = 0, count = 0, i = 0;

        while (1) {
                if (malloc(1024)) {
                        total += 1024;
                        count++;
                }
                if (!(++i &amp; 4095))
                        printf(&quot;alloc: %u size: %u bytes\n&quot;, count, total);
    }
}

无限制

在无限制的情况下,此进程会占满一个CPU核心,commit内存总占用达2G CPUStress unlimited

单一进程

在设定CPU上限16%及内存16M上限之后,结果如下: CPUStress single process examples/job_object.go按如下修改:

var limits = []winjob.Limit{
        winjob.WithBreakawayOK(),
        winjob.WithKillOnJobClose(),
        winjob.WithActiveProcessLimit(3),
        winjob.WithProcessTimeLimit(10 * time.Second),
        winjob.WithCPUHardCapLimit(1600),        // 16%
        winjob.WithProcessMemoryLimit(16 &lt;&lt; 20), // 16MB
        winjob.WithWriteClipboardLimit(),
}

const defaultCommand = &quot;.\\CPUStress.exe&quot;

多进程(双进程)

将winjob.WithProcessMemoryLimit 改为 winjob.WithJobMemoryLimit,后者表示此job内所有进程要占用的总内存限制:

var limits = []winjob.Limit{
        winjob.WithBreakawayOK(),
        winjob.WithKillOnJobClose(),
        winjob.WithActiveProcessLimit(3),
        winjob.WithProcessTimeLimit(10 * time.Second),
        winjob.WithCPUHardCapLimit(1600),    // 16%
        winjob.WithJobMemoryLimit(16 &lt;&lt; 20), // 16MB
        winjob.WithWriteClipboardLimit(),
}

验证结果如下: CPUStress 2-processes CPUStress 2-processes

winjob example代码:

// +build windows

package main

import (
        &quot;encoding/json&quot;
        &quot;log&quot;
        &quot;os&quot;
        &quot;os/exec&quot;
        &quot;os/signal&quot;
        &quot;time&quot;

        &quot;golang.org/x/sys/windows&quot;

        &quot;github.com/kolesnikovae/go-winjob&quot;
)

var limits = []winjob.Limit{
        winjob.WithBreakawayOK(),
        winjob.WithKillOnJobClose(),
        winjob.WithActiveProcessLimit(3),
        winjob.WithProcessTimeLimit(10 * time.Second),
        winjob.WithCPUHardCapLimit(1600),    // 16%
        winjob.WithJobMemoryLimit(16 &lt;&lt; 20), // 16MB
        winjob.WithWriteClipboardLimit(),
}

const defaultCommand = &quot;.\\CPUStress.exe&quot;
const stressCommand  = &quot;.\\CPUStressX64.exe&quot;

func main() {
        job, err := winjob.Create(&quot;&quot;, limits...)
        if err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Create: %v&quot;, err)
        }

        cmd := exec.Command(defaultCommand)
        cmd.Stderr = os.Stderr
        cmd.SysProcAttr = &amp;windows.SysProcAttr{
                CreationFlags: windows.CREATE_SUSPENDED,
        }
        if err := cmd.Start(); err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Start: %v&quot;, err)
        }

        stress := exec.Command(stressCommand)
        stress.Stderr = os.Stderr
        stress.SysProcAttr = &amp;windows.SysProcAttr{
                CreationFlags: windows.CREATE_SUSPENDED,
        }
        if err := stress.Start(); err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Start: %v&quot;, err)
        }

        s := make(chan os.Signal, 1)
        signal.Notify(s, os.Interrupt)

        c := make(chan winjob.Notification)
        subscription, err := winjob.Notify(c, job)
        if err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Notify: %v&quot;, err)
        }

        done := make(chan struct{})
        go func() {
                defer close(done)
                ticker := time.NewTicker(time.Second * 5)
                defer ticker.Stop()
                var counters winjob.Counters
                for {
                        select {
                        case &lt;-s:
                                log.Println(&quot;Closing job object&quot;)
                                if err := job.Close(); err != nil {
                                        log.Fatal(err)
                                }
                                log.Println(&quot;Closing subscription&quot;)
                                if err := subscription.Close(); err != nil {
                                        log.Fatal(err)
                                }
                                return

                        case n, ok := &lt;-c:
                                if ok {
                                        log.Printf(&quot;Notification: %#v\n&quot;, n)
                                } else if err := subscription.Err(); err != nil {
                                        log.Fatalf(&quot;Subscription: %v&quot;, err)
                                }

                        case &lt;-ticker.C:
                                if err := job.QueryCounters(&amp;counters); err != nil {
                                        log.Fatalf(&quot;QueryCounters: %v&quot;, err)
                                }
                                b, err := json.MarshalIndent(counters, &quot;&quot;, &quot;\t&quot;)
                                if err != nil {
                                        log.Fatal(err)
                                }
                                log.Printf(&quot;Counters: \n%s\n&quot;, b)
                        }
                }
        }()

        if err := job.Assign(cmd.Process); err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Assign: %v&quot;, err)
        }
        if err := winjob.Resume(cmd); err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Resume: %v&quot;, err)
        }

        if err := job.Assign(stress.Process); err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Assign: %v&quot;, err)
        }
        if err := winjob.Resume(stress); err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Resume: %v&quot;, err)
        }

        if err := cmd.Wait(); err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Wait: %v&quot;, err)
        }
        if err := stress.Wait(); err != nil {
                log.Fatalf(&quot;Wait: %v&quot;, err)
        }

        // Wait for a signal.
        &lt;-done
}

参考链接

  1. 21 Best Ways to Limit the CPU Usage of a Process
  2. MSDN: Windows Process and Thread Functions
  3. MSDN: CPU Sets
  4. GetThreadTimes

62,891 条评论

  1. При выборе наркологического стационара с комфортными условиями в Санкт-Петербурге важно учитывать несколько ключевых факторов, которые могут повлиять на успех лечения. Кроме высококвалифицированных специалистов и индивидуального подхода, комфортные условия для проживания играют важную роль в процессе восстановления пациента. Это создаёт оптимальные условия для того, чтобы человек мог сосредоточиться на своём здоровье и восстановлении, не отвлекаясь на неприятные или неудобные условия. В некоторых случаях может быть предложено кодирование, а также получение дополнительных данных и консультаций для более точного подхода к лечению.
    Подробнее тут – https://narkologicheskij-staczionar-sankt-peterburg-4.ru

  2. Выбор наркологического стационара в Санкт-Петербурге — это важный шаг, который требует внимательного подхода. Каждое медицинское учреждение имеет свои особенности, что может влиять на качество предоставляемых услуг. Важно учитывать как репутацию клиники, так и квалификацию врачей, а также доступные методы лечения и реабилитации.
    Узнать больше – [url=https://narkologicheskij-staczionar-sankt-peterburg-2.ru/]лечение в наркологическом стационаре[/url]

  3. Лечение в наркологическом стационаре требует особого подхода, который включает не только медицинские мероприятия, но и психоэмоциональную поддержку пациента. Основной целью является не только снятие физической зависимости от вещества, но и возвращение человека к нормальной жизни без употребления наркотиков или алкоголя. В Санкт-Петербурге клиники предлагают различные варианты лечения, включая краткосрочные и долгосрочные программы. Процесс лечения включает в себя несколько этапов, каждый из которых играет важную роль в процессе восстановления.
    Подробнее тут – [url=https://narkologicheskij-staczionar-sankt-peterburg-3.ru/]лечение в наркологическом стационаре[/url]

  4. Комфортное окружение имеет огромное значение в процессе реабилитации. Спокойная атмосфера, приятные интерьеры, возможность заниматься хобби и спортивными упражнениями помогают снизить уровень стресса и тревоги, которые могут возникать у пациентов в период нахождения в стационаре. Это особенно важно, поскольку психологический комфорт является неотъемлемой частью эффективной реабилитации и предотвращения рецидивов. В некоторых случаях может быть предложена консультация и регулярный прием специалистов на протяжении года, чтобы обеспечить долгосрочный успех в восстановлении.
    Подробнее можно узнать тут – [url=https://narkologicheskij-staczionar-sankt-peterburg-4.ru/]наркологическая помощь стационар[/url]

  5. В Екатеринбурге выезд нарколога на дом становится необходимостью, когда симптомы похмелья слишком выражены и пациент не может справиться с ними самостоятельно. Алкогольная интоксикация может привести к ряду проблем, таких как головная боль, слабость, тошнота и рвота, а иногда даже к более серьёзным состояниям, таким как аритмия или психоз. Выезд нарколога на дом позволяет быстро начать лечение, не тратя время на дорогу, что особенно важно в экстренных ситуациях.
    Изучить вопрос глубже – http://kapelnicza-ot-pokhmelya-ekaterinburg-7.ru/

  6. После того как вы вызвали нарколога на дом, врач проводит первичную консультацию и осмотр пациента, чтобы оценить его состояние. На основе полученных данных подбирается подходящая терапия, которая может включать в себя капельницу, препараты для снятия симптомов похмелья и других проблем, связанных с интоксикацией. Процесс лечения проводится с использованием препаратов, которые помогают восстановить нормальное функционирование организма и снять токсическое воздействие алкоголя на сердце, печень и другие органы.
    Получить дополнительную информацию – [url=https://kapelnicza-ot-pokhmelya-ekaterinburg-6.ru/]капельница от похмелья на дому в екатеринбурге[/url]

  7. 1win банковская карта вывод [url=http://1win95124.help]1win банковская карта вывод[/url]

  8. GO88 là nền tảng nội dung được xây dựng theo hướng đơn giản hóa trải nghiệm người dùng, tập trung vào việc cung cấp thông tin một cách trực tiếp và dễ tiếp cận GO88

  9. NN88 là nền tảng nội dung được xây dựng theo hướng tối giản nhưng có định hướng rõ ràng, tập trung vào việc giúp người truy cập tiếp cận thông tin nhanh và trực tiếp NN88

  10. 33WIN là nền tảng nội dung được xây dựng theo hướng tinh gọn, tập trung vào việc tối ưu trải nghiệm đọc và khả năng tiếp cận thông tin nhanh 33WIN

  11. HM88 là nền tảng nội dung được triển khai theo hướng tối ưu hóa trải nghiệm đọc, với cách tổ chức thông tin gọn gàng và dễ tiếp cận HM88

  12. 33WIN là nền tảng nội dung được triển khai theo hướng tối giản nhưng có định hướng rõ ràng, tập trung vào việc giúp người truy cập tiếp cận thông tin nhanh và đúng nhu cầu 33WIN

  13. Домашний визит уместен не только при тяжёлой абстиненции. Он эффективен и на этапе нарастающих симптомов, когда важно предотвратить обострение. Ниже — ориентиры, помогающие принять решение.
    Подробнее можно узнать тут – [url=https://narkolog-na-dom-stavropol0.ru/]выезд нарколога на дом[/url]

  14. В клинике применяются современные методики, основанные на принципах доказательной медицины. Каждое направление терапии подбирается с учетом состояния пациента, сопутствующих заболеваний и психологических особенностей. Такой подход обеспечивает безопасность и эффективность лечения.
    Получить дополнительную информацию – [url=https://narkologicheskaya-klinika-v-doneczke0.ru/]наркологическая клиника нарколог[/url]

  15. 1win букмекерская контора Бишкек [url=http://1win95124.help/]1win букмекерская контора Бишкек[/url]

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注