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

196,463 条评论

  1. Howdy! I just would like to give you a big thumbs up for the excellent information you have got right here on this post.

    I will be coming back to your site for more soon.

  2. Эта медицинская заметка содержит сжатую информацию о новых находках и методах в области здравоохранения. Мы предлагаем читателям свежие данные о заболеваниях, профилактике и лечении. Наша цель — быстро и доступно донести важную информацию, которая поможет в повседневной жизни и понимании здоровья.
    Желаете узнать подробности? – [url=https://uwoomen.com/health-2/113919-reabilitacziya-posle-zapoev-osnovnye-etapy-i-pravila.html]clinica plus[/url]

  3. free casino cash no deposit usa, bet365 free casino usa and auto
    roulette online or app to play in united states, or no deposit slots uk

    Here is my webpage … casinos biloxi (Werner)

  4. Доброго!
    Используйте аналитику оттока клиентов для оптимизации финансовых затрат на их удержание и восстановление лояльности, чтобы сокращать потери и сохранять прибыльность, а также чтобы вы могли понимать причины ухода клиентов и создавать стратегии для их возвращения и удержания.
    Более подробная информация по ссылке – https://promomi.ru/reklama-v-biznes-czentrah-kak-najti-i-uderzhat-vnimanie-delovoj-auditorii/
    Реклама транспорт брендирование, Umami Finance криптовалюта, Что такое лизинг
    Реклама рынки, [url=https://promomi.ru/reklama-v-biznes-czentrah-kak-najti-i-uderzhat-vnimanie-delovoj-auditorii/]Реклама бизнес-центры[/url], Шелфтокеры indoor реклама
    Всего наилучшего и успехов в финансах!

  5. I know this web site presents quality dependent articles and additional information, is there any other
    web page which presents such things in quality?

  6. Woah! I’m really enjoying the template/theme
    of this site. It’s simple, yet effective.

    A lot of times it’s challenging to get that “perfect balance”
    between superb usability and visual appearance. I must say you’ve done a superb job with this.

    Additionally, the blog loads very quick for me on Internet explorer.

    Excellent Blog!

  7. I have been browsing online more than 4 hours today, yet I never found any
    interesting article like yours. It’s pretty worth enough for
    me. Personally, if all website owners and bloggers
    made good content as you did, the net will be a lot more useful than ever before.

  8. Καλύπτετε ωραία τα καλύτερα μέρη για ποτό. Για όσους θέλουν να κλείσουν και συνάντηση με athens escorts greece, το call girl services Greece είναι καλή αρχή.

  9. Этот текст посвящён сложным аспектам зависимости и её влиянию на жизнь человека. Мы обсудим психологические, физические и социальные последствия зависимого поведения, а также важность своевременного обращения за помощью.
    Детальнее – [url=https://ив-трикотаж.рф/kapelnicza-ot-pohmelya-v-podolske-bez-lishnego-ozhidaniya.html]Наркологическая клиника Плюс в Подольске[/url]

  10. I do not even know how I ended up here, but I thought this post
    was great. I do not know who you are but definitely you’re going to a famous blogger if you are not
    already ;) Cheers!

  11. Good day I am so grateful I found your site, I really found you by mistake, while I was browsing on Digg for something else, Regardless I am here now and would
    just like to say thank you for a tremendous post and a all round entertaining blog (I also love the theme/design), I don’t have time to browse it
    all at the minute but I have bookmarked it and also included your RSS feeds, so when I have time I will be back to read a great deal more, Please do keep up the awesome work.

  12. 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.
    Кликни, не пожалеешь – [url=http://orenklev.ru/v-kakix-sluchayax-trebuetsya-pomoshh-narkologa-na-domu]вывод из запоя в Подольске[/url]

  13. 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.
    Что скрывают от вас? – [url=https://toyotamark2.ru/selo-novotoreckoe-v-doneckoi-narodnoi-respyblike-pereshlo-pod-kontrol-rossiiskih-voisk/]nahodka clinica plus[/url]

  14. В этой публикации мы предложим ряд рекомендаций по избавлению от зависимостей и успешному восстановлению. Мы обсудим методы привлечения поддержки и важность самосознания. Эти советы помогут людям вернуться к нормальной жизни и стать на путь выздоровления.
    Ознакомиться с теоретической базой – [url=https://bye-bye-calories.ru/the_articles/pokhmele-chto-proiskhodit-s-organizmom-i-kak-bystro-priyti-v-sebya.html]clinica plus в орел[/url]

  15. You made some decent points there. I checked on the internet to
    find out more about the issue and found most individuals will go
    along with your views on this website.

  16. Привет всем!
    Внедряйте автоматизацию планирования и прогнозирования для синхронизации финансовых и маркетинговых целей, чтобы все процессы работали согласованно, а также чтобы вы могли создавать точные планы и прогнозы, которые помогают достигать поставленных целей с минимальными отклонениями.
    Более подробная информация по ссылке – https://finance21.ru/aptos-kriptovalyuta-chto-eto-takoe-zachem-nuzhna-i-kak-s-nej-rabotat/
    Экраны в лифтах, Валюта Канады, Outbound-маркетинг
    Заголовок к тексту, [url=https://promomi.ru/churn-rate-chto-eto-takoe-v-marketinge-i-kak-s-nim-rabotat/]Churn rate[/url], Газетная реклама
    Всего наилучшего и успехов в финансах!

  17. I’m truly enjoying the design and layout of your site.

    It’s a very easy on the eyes which makes it much more enjoyable for me to come here and visit more often.
    Did you hire out a developer to create your theme?
    Superb work!

  18. Текст посвящён распространённым мифам о зависимости и их развенчанию. Мы предоставим научно обоснованную информацию и дадим рекомендации по выбору эффективного способа борьбы с зависимым поведением.
    Посмотреть всё – [url=https://doverieonline.ru/kapelnitsy-ot-zapoya-v-kostrome-kak-vybrat-nadezhnuyu-kliniku-dlya-protsedury/]кодирования от алкоголизма в Пскове[/url]

  19. Этот обзор посвящен успешным стратегиям избавления от зависимости, включая реальные примеры и советы. Мы разоблачим мифы и предоставим читателям достоверную информацию о различных подходах. Получите опыт многообразия методов и найдите подходящий способ для себя!
    Продолжить изучение – [url=https://vrachi-na-domu.ru/obzor-sovremennyh-trendov-v-lechenii-zavisimostey-kak-vybrat-nailuchshiy-podhod/]клиника плюс[/url]

  20. Explore the leading promotions on Kaizenaire.com, Singapore’s go-to deals
    internet site.

    Ϝrom Bugis t᧐ Sentosa, Singapore’s shopping heaven attracts residents ԝith promotions
    tһat make everʏ deal гeally feel like a prize.

    Singaporeans take pleasure in sketching metropolitan landscapes іn notebooks, and keep іn mind to
    stay upgraded օn Singapore’s ⅼatest promotions ɑnd shopping
    deals.

    Aijek ρrovides womanly gowns аnd separates, adored Ьy classy Singaporeans fⲟr tһeir soft shapes аnd charming charm.

    Ꭲhe Closet Lover offеrs inexpensive fashionable clothing
    ᧐ne, preferred ƅy budget-conscious fashionistas іn Singapore for their regular updates mah.

    Myojo Foods noodles instant ramen varieties, cherished ƅy hectic
    citizens fߋr fаѕt, delicious suppers.

    Aiyo, ⅼօoҝ out leh, Kaizenaire.сom features brand-new deals everyday оne.

    Feel free tօ surf to my webpage :: korean food promotions

  21. Hiya very cool website!! Man .. Excellent .. Superb ..
    I will bookmark your blog and take the feeds also?
    I’m happy to find so many useful info right here in the submit, we’d like develop more techniques on this
    regard, thanks for sharing. . . . . .

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注