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

94,507 条评论

  1. Сервис предлагает комплексный подход к организации поездок, решая ключевые задачи современного путешественника:
    * Умный поиск и подбор. Забудьте о долгом сравнении сотен сайтов. Трипскан анализирует предложения и помогает найти оптимальные варианты перелётов и проживания, экономя ваше время и деньги.
    [url=https://trip75c.cc]трип скан [/url]
    * Конструктор маршрутов. Создавайте уникальные путешествия под свои интересы. Хотите гастрономический тур по Италии или треккинг в горах Алтая? Сервис поможет соединить все точки на карте в логичную и насыщенную поездку.
    * Централизованный мониторинг. Все ваши бронирования — от авиабилетов до столика в ресторане — собираются в едином пространстве. Вы всегда будете знать, что и когда запланировано.
    [url=https://trip75c.cc]трипскан [/url]
    * Своевременные напоминания. Сервис не даст вам пропустить важное: время вылета, окончание регистрации или check-out в отеле. С TripScan вы всегда будете пунктуальны.
    Как начать работу с сервисом?
    [url=https://trip75c.cc]трипскан официальный сайт [/url]
    Начать пользоваться всеми преимуществами платформы очень просто. Для этого необходимо выполнить трипскан вход в ваш личный кабинет.
    1. Перейдите на трипскан сайт через ваш браузер.
    [url=https://trip75c.cc]tripscan зеркало [/url]
    2. Нажмите кнопку «Войти» или «Регистрация».
    3. Авторизуйтесь, используя свой email или социальные сети.
    [url=https://trip75c.cc]трипскан официальный сайт [/url]
    Для вашей безопасности и защиты персональных данных настоятельно рекомендуется использовать только *трипскан официальный сайт*. Это гарантирует стабильную работу сервиса и сохранность вашей информации.
    Если основной адрес ресурса временно недоступен, вы всегда можете воспользоваться tripscan зеркало для беспроблемного входа.

    https://trip75c.cc

    trip scan

  2. В данном материале представлены ключевые тенденции в сфере медицинской науки и практики. Вы узнаете о последних открытиях, инновационных подходах к терапии и важности профилактики заболеваний. Особое внимание уделено практическому применению новых методов в клинической практике.
    Кликни, не пожалеешь – [url=http://medobook.ru/load/medicina/stati/ehffektivnost_kodirovanija_ot_alkogolizma/49-1-0-6466]«Похмельная служба» в Нижнем Новгороде[/url]

  3. Услуга “Нарколог на дом” в Уфе охватывает широкий спектр лечебных мероприятий, направленных как на устранение токсической нагрузки, так и на работу с психоэмоциональным состоянием пациента. Комплексная терапия включает в себя медикаментозную детоксикацию, корректировку обменных процессов, а также психотерапевтическую поддержку, что позволяет не только вывести пациента из состояния запоя, но и помочь ему справиться с наркотической зависимостью.
    Углубиться в тему – https://narcolog-na-dom-ufa000.ru/narkolog-na-dom-kruglosutochno-ufa

  4. TripScan — персонализированные туристические маршруты и поездки
    Путешествие — это всегда маленькая жизнь, наполненная эмоциями и открытиями. Но как сделать так, чтобы эта жизнь прошла идеально, без досадных накладок и разочарований? Ответ кроется в персонализации. Стандартные туры редко учитывают все ваши желания, а самостоятельное планирование отнимает массу времени. TripScan (или трипскан) — это сервис, который меняет правила игры, предлагая индивидуальный подход к каждому приключению.
    [url=https://tripscan106.cc]трипскан вход[/url]
    ¦ Что такое TripScan?
    TripScan — это ваш персональный конструктор путешествий. Это не просто агрегатор билетов или отелей, а интеллектуальная платформа для подбора и мониторинга поездок. Сервис создан для тех, кто ценит своё время и хочет получить максимум впечатлений от отдыха, будь то уикенд в соседнем городе или большое путешествие на другой конец света.
    [url=https://tripscan106.cc]tripscan вход[/url]
    Создайте маршрут, который подходит именно вам
    Главная философия трипскан — уникальность каждого путешествия. Забудьте о шаблонных программах. С помощью сервиса вы можете:
    [url=https://tripscan106.cc]trip scan[/url]
    * Сформировать идею. Укажите свои интересы: история, гастрономия, природа, экстремальный спорт. Алгоритмы TripScan предложат направления и достопримечательности, которые точно придутся вам по душе.
    * Построить график. Сервис поможет грамотно распределить время, чтобы вы успели увидеть всё самое интересное, но при этом не устали от гонки.
    [url=https://tripscan106.cc]трипскан вход[/url]
    * Добавить детали. Подберите отели, рестораны, экскурсии и даже аренду автомобиля, ориентируясь на ваши предпочтения и бюджет.
    Ваше приключение становится по-настоящему вашим.
    [url=https://tripscan106.cc]tripscan вход[/url]
    Полный мониторинг путешествия
    Когда маршрут составлен, наступает этап реализации. Здесь на помощь приходит мощная система мониторинга. Трипскан становится вашим личным секретарём в поездке:
    1. Автоматический сбор данных. Сервис может собирать информацию о ваших бронированиях (авиабилеты, отели), избавляя от необходимости хранить десятки писем с подтверждениями.
    2. Единое окно. Вся информация о поездке — в одном месте. Вы всегда видите актуальный статус ваших планов.
    3. Умные напоминания. TripScan заранее предупредит о времени выезда в аэропорт, начале регистрации или необходимости подтвердить бронь. Вы ничего не упустите.
    https://tripscan106.cc

    tripscan сайт

  5. Во-первых, мы фокусируемся на медицинской детоксикации, которая является первоочередной задачей при лечении зависимостей. Этот процесс позволяет удалить токсические вещества из организма и улучшить общее состояние пациента. Мы применяем современные методики, которые помогают минимизировать симптомы абстиненции и обеспечить комфортное пребывание в клинике.
    Выяснить больше – [url=https://kapelnica-ot-zapoya-irkutsk.ru/]врача капельницу от запоя[/url]

  6. I absolutely like the concept of having a backyard deck! It’s such an excellent way to extend your home outdoors. I just recently encountered some fantastic style concepts that really motivated me deck builder

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注