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

90,360 条评论

  1. Этот обзор содержит информацию о передовых достижениях в области медицины. Мы разберем инновационные технологии, которые меняют подход к лечению и диагностике, а также их влияние на эффективность оказания медицинской помощи.
    Переходите по ссылке ниже – [url=https://shoptrip.ru/rossijskaya-mediczina-na-podyome-kak-otechestvennye-kliniki-zavoevali-doverie-paczientov/]капельница от похмелья[/url]

  2. Привет всем!
    Наркологи помогают, как бросить курить с помощью врача эффективно. Индивидуальная программа включает медикаментозную поддержку и психотерапию. Специалист подбирает препараты, снижающие тягу к никотину и облегчающие синдром отмены. Групповые занятия и консультации повышают мотивацию пациента. Профессиональная помощь значительно увеличивает шансы на полный отказ от привычки.
    Дерматологи подбирают лечение демодекоза лица препараты против клеща. Комплексная терапия включает наружные средства и системные антибиотики при необходимости. Важно исключить из рациона сладкое и острое, чтобы лишить паразита питания. Длительность курса зависит от степени поражения кожи и иммунитета пациента. Регулярный контроль анализов подтверждает эффективность выбранной стратегии лечения.
    Больше информации по ссылке – https://eva.ru/o-zdorovie/my-protiv-raka-grudi-v-oktyabre-podumaj-te-o-sebe
    фонофорез с гидрокортизоном на суставы, подготовка мужчины к зачатию ребенка, показания к применению гирудотерапии
    лечение невралгии физиотерапевтическими методами, что показывает анализ кала на дисбактериоз, плазмолифтинг суставов эффективность
    Здоровья и долголетия!

  3. Этот краткий обзор предлагает сжатую информацию из области медицины, включая ключевые факты и последние новости. Мы стремимся сделать информацию доступной и понятной для широкой аудитории, что позволит читателям оставаться в курсе актуальных событий в здравоохранении.
    Подробнее можно узнать тут – [url=https://fanfan-eco.ru/alkogolnaya-zavisimost/]клиника плюс иркутск[/url]

  4. A person essentially lend a hand to make severely articles I might state.
    This is the very first time I frequented your website page and so far?
    I surprised with the analysis you made to create this particular publish amazing.
    Great job!

  5. Эта публикация исследует взаимосвязь зависимости и психологии. Мы обсудим, как психологические аспекты влияют на появление зависимостей и процесс выздоровления. Читатели смогут понять важность профессиональной поддержки и применения научных подходов в терапии.
    Разобраться лучше – [url=https://bekst.ru/v-igre-hrum-predstavliaetsia-novaia-citata-dnia-dlia-vypolneniia-kombo-deilika-na-3-iulia/]Капельница от похмелья в Екатеринбурге[/url]

  6. В данной статье мы акцентируем внимание на важности поддержки в процессе выздоровления. Мы обсудим, как друзья, семья и профессионалы могут помочь тем, кто сталкивается с зависимостями. Читатели получат практические советы, как поддерживать близких на пути к новой жизни.
    Это стоит прочитать полностью – [url=https://milomarket.com/obratnaya-storona-bokala-skrytoe-vliyanie-alkogolya-na-zhenskuyu-krasotu-i-zdorove.html]вывод из запоя принудительно[/url]

  7. Эта доказательная статья представляет собой глубокое погружение в успехи и вызовы лечения зависимостей. Мы обращаемся к научным исследованиям и опыту специалистов, чтобы предоставить читателям надежные данные об эффективности различных методик. Изучите, что работает лучше всего, и получите информацию от экспертов.
    Разобраться лучше – [url=https://vdecret.com/obo-vsem-na-svete/vyvod-iz-zapoya-chem-opasen-alkogolizm-kak-akkuratno-vyvesti-iz-zapoya/]clinica plus в калининграде[/url]

  8. Привет всем!
    Пациентам важно знать, как подготовиться к первому визиту к психотерапевту правильно. Следует заранее сформулировать основные жалобы и цели обращения к специалисту. Честность и открытость на приеме способствуют быстрому установлению доверия. Врач проведет диагностику и предложит индивидуальный план психологической помощи. Подготовка снижает уровень тревоги перед первой встречей с доктором.
    Гинекологи тщательно изучают причины бесплодия у женщин гинекологические для постановки диагноза. Нарушения проходимости труб или эндометриоз часто становятся главными препятствиями. Современная диагностика позволяет выявить проблемы на ранних стадиях развития патологии. Индивидуальный план лечения включает медикаментозную терапию или хирургическое вмешательство. Шансы на успешное зачатие значительно возрастают при своевременном обращении к врачу.
    Больше информации по ссылке – https://in-sider.org/politic/item/345-ustranit_prezidenta.html
    ультразвуковая терапия при гинекологических заболеваниях, симптомы гиперпаратиреоза, лечение темных кругов под глазами
    лечение хеликобактер пилори схема, уход за послеоперационным швом дома, лечение невралгии физиотерапевтическими методами
    Здоровья и долголетия!

  9. В этой публикации мы исследуем ключевые аспекты здоровья, включая влияние образа жизни на благополучие. Читатели узнают о важности правильного питания, физической активности и психического здоровья. Мы предоставим практические советы и рекомендации для поддержания здоровья и развития профилактических подходов.
    Где почитать поподробнее? – [url=https://joy2b.ru/raznoe/opasnosti-zhenskogo-alkogolizma-i-ego-istinnaya-priroda.html]clinica plus[/url]

  10. Этот медицинский обзор сосредоточен на последних достижениях, которые оказывают влияние на пациентов и медицинскую практику. Мы разбираем инновационные методы лечения и исследований, акцентируя внимание на их значимости для общественного здоровья. Читатели узнают о свежих данных и их возможном применении.
    Это ещё не всё… – [url=https://just-fit.ru/interesnoe/__trashed]сексолог калуга[/url]

  11. Доброго!
    Эндокринологи советуют, как повысить чувствительность к инсулину естественными методами. Физические упражнения и снижение веса улучшают восприятие клеток к гормону. Добавление клетчатки и полезных жиров в рацион стабилизирует уровень сахара. Сон и управление стрессом также играют важную роль в метаболизме. Эти шаги предотвращают развитие диабета второго типа эффективно.
    Хирурги инструктируют, как осуществлять уход за послеоперационным швом дома. Регулярная обработка антисептиками предотвращает инфицирование раны и ускоряет заживление. Важно следить за отсутствием покраснений, отеков и гнойных выделений вокруг шва. Ношение свободного белья снижает трение и дискомфорт в области операции. Строгое соблюдение рекомендаций врача гарантирует красивый рубец и быстрое восстановление.
    Больше информации по ссылке – https://doktor21.ru/directions/ginekologiya/konsultatsiya-vracha-ginekologa-onlayn/
    причины сухости глаз синдром сухого глаза, гипергидроз лечение ботоксом отзывы, детоксикация организма для омоложения
    стоимость пребывания в дневном стационаре платно, искривление носовой перегородки операция, симптомы молочницы у женщин
    Здоровья и долголетия!

  12. В этой статье мы рассматриваем разрушительное влияние зависимости на жизнь человека. Обсуждаются аспекты, такие как здоровье, отношения и профессиональные достижения. Читатели узнают о необходимости обращения за помощью и о путях к восстановлению.
    Следуйте по ссылке – [url=https://arh-angel.ru/anonimnaya-kruglosutochnaya-pomoshh-psihiatra-na-domu-osobennosti-stoimost-i-poryadok-okazaniya/]клиника плюс[/url]

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注