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

92,640 条评论

  1. Нарколог на дом в Екатеринбурге востребован в ситуациях, когда человеку нужна врачебная помощь после употребления алкоголя, при запое, выраженном похмельном синдроме, нарушении сна, тревоге, скачках давления, слабости и других признаках ухудшения самочувствия. Такой формат обращения часто выбирают семьи, которые хотят вызвать врача без поездки в клинику и быстро получить консультацию по состоянию больного. Домашний выезд особенно важен тогда, когда требуется детоксикация, наблюдение после нескольких дней употребления спиртного и оценка рисков, связанных с последствиями алкоголизма.
    Углубиться в тему – [url=https://narkolog-na-dom-ekaterinburg-2.ru/]www.domen.ru[/url]

  2. DEBET được phát triển như một nền tảng nội dung có cấu trúc rõ ràng, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận và lựa chọn thông tin theo nhu cầu bbc

  3. Круглосуточный режим работы в клинике «Северный Вектор» обусловлен спецификой течения зависимостей, при которых ухудшение состояния может происходить внезапно. Наркологическая клиника в Ростове-на-Дону обеспечивает постоянную готовность медицинского персонала к приёму пациентов, что позволяет сократить время между возникновением симптомов и началом лечения. Такой подход снижает риск осложнений и повышает клиническую безопасность.
    Углубиться в тему – https://narkologicheskaya-klinika-v-rostove19.ru/narkolog-rostov-na-donu

  4. DABET được phát triển theo hướng một nền tảng nội dung rõ ràng và thân thiện với người dùng, giúp việc tìm kiếm và tiếp cận thông tin trở nên nhanh chóng và hiệu quả bbc

  5. FIVE88 được xây dựng như một nền tảng nội dung có cấu trúc rõ ràng, giúp người truy cập dễ dàng định hướng và lựa chọn khu vực mình quan tâm bbc

  6. мелбет официальный сайт android [url=https://www.melbet59738.help]мелбет официальный сайт android[/url]

  7. DEBET là nền tảng giải trí trực tuyến được xây dựng theo hướng hiện đại, mang đến không gian trải nghiệm đa dạng với nhiều sản phẩm như cá cược thể thao, casino online và các trò chơi đổi thưởng hấp dẫn bbc

  8. DABET được xây dựng như một nền tảng nội dung hiện đại với cấu trúc rõ ràng, giúp người truy cập dễ dàng định hướng và tiếp cận thông tin một cách nhanh chóng bbc

  9. DEBET được xây dựng theo định hướng một nền tảng nội dung hiện đại với cấu trúc rõ ràng, giúp người truy cập dễ dàng tìm kiếm và tiếp cận thông tin theo nhu cầu bbc

  10. В клинике «Вектор Восстановления» логика маршрута строится по этапам. Первый этап — оценка состояния и рисков: длительность употребления, тяжесть отмены, давление, пульс, обезвоживание, хронические заболевания, прошлые осложнения, препараты, которые пациент уже принимал дома. Второй этап — стабилизация: снижение интоксикации, коррекция состояния, восстановление сна, уменьшение тревоги. Третий этап — сопровождение первых суток и переход к восстановлению: план на 24–72 часа, контроль динамики и профилактика «вечернего отката». Четвёртый этап — работа с зависимостью как с привычкой и системой поведения: триггеры, стресс, режим, поддержка семьи, навыки отказа, профилактика рецидива.
    Выяснить больше – [url=https://lechenie-alkogolizma-sergiev-posad12.ru/]lechenie-alkogolizma-sergiev-posad[/url]

  11. DEBET được xây dựng theo định hướng một nền tảng nội dung hiện đại, chú trọng vào sự rõ ràng và trải nghiệm người dùng bbc

  12. FABET được phát triển như một nền tảng nội dung hiện đại với cấu trúc rõ ràng, giúp người dùng dễ dàng định hướng và tiếp cận thông tin theo nhu cầu bbc

  13. Читатели получат представление о том, как современные технологии влияют на развитие медицины. Обсуждаются новые методы лечения, персонализированный подход и роль цифровых решений в повышении качества медицинских услуг.
    Информация доступна здесь – [url=https://detki-detishki.ru/vliyanie-alkogolizma-v-seme-na-psihiku-i-razvitie-rebenka.html]нарколог на дом вывод из запоя[/url]

  14. FABET là nền tảng giải trí trực tuyến được xây dựng theo hướng đa dạng và dễ tiếp cận, mang đến nhiều lựa chọn nổi bật như cá cược thể thao, live casino, game bài, bắn cá, slots, lô đề và các trò chơi nhanh bbc

  15. DABET được phát triển như một nền tảng nội dung có cấu trúc rõ ràng, hướng đến việc giúp người dùng nhanh chóng tiếp cận và lựa chọn thông tin phù hợp với nhu cầu bbc

  16. FABET là nền tảng giải trí trực tuyến được xây dựng với giao diện hiện đại, dễ thao tác và tối ưu cho nhiều thiết bị bbc

  17. FABET là website giải trí trực tuyến được thiết kế với giao diện rõ ràng, dễ sử dụng và phù hợp cho cả máy tính lẫn thiết bị di động bbc

  18. Такие состояния позволяют проводить лечение на дому с контролем динамики. При выявлении рисков врач может изменить тактику и рекомендовать стационар или другие методы лечения зависимости.
    Выяснить больше – [url=https://vyvod-iz-zapoya-na-domu-sankt-peterburg-8.ru/]вывод из запоя на дому[/url]

  19. Существует ряд ситуаций, при которых вызов специалиста на дом является обоснованным решением:
    Получить дополнительную информацию – [url=https://narkolog-na-dom-nizhnij-novgorod.ru/]вызвать нарколога на дом в нижнем новгороде[/url]

  20. Вызов капельницы от похмелья с контролем врача в Самаре рекомендуется, когда симптомы похмелья становятся особенно тяжелыми и мешают нормальной жизнедеятельности. Несмотря на то, что многие пытаются справиться с похмельем с помощью домашних методов, такие как прием жидкости или таблеток, они не всегда оказываются достаточно эффективными. В случае сильных симптомов похмелья, капельница с врачебным контролем — это более безопасное и быстрое решение, при этом возможен вывод в стационаре, анонимное лечение и консультации по вопросам наркомании с учетом актуальной цены услуг.
    Ознакомиться с деталями – [url=https://kapelnicza-ot-pokhmelya-samara-13.ru/]капельница от похмелья в самаре[/url]

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注