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

122,592 条评论

  1. Prowadząc zajęcia jogi, potrzebowałem wsparcia w mobilizacji bioder moich podopiecznych, trafiłem na HIME Gabinet Masażu przy ul. 1 Maja 5A/14 w Wołominie. Profesjonalna konsultacja i terapia manualna przyniosły konkretne efekty. Fizjoterapeuta

  2. Всем привет из Москвы Замучился я уже искать качественную мебельную ткань Перерыл весь интернет Короче, единственное место где всё честно — ткань для мебели купить в Москве с доставкой Отрезают сколько нужно В общем, жмите чтобы не потерять — ткань для мебели купить в интернет магазине [url=https://material.tkan-dlya-mebeli-1.ru]https://material.tkan-dlya-mebeli-1.ru[/url] Не переплачивайте в салонах Перешлите тому кто мебель перетягивает

  3. If you remain in Nocatee and searching finest garage door repair near me, Wagmore Garage Doors is the actual bargain. They showed up same-day for a busted spring, tuned the opener, and left everything well balanced and whisper-quiet garage door repair

  4. Люди подскажите Брат снова сорвался Жена в отчаянии В больницу тащить страшно Короче, врачи приехали и поставили систему — вывод из запоя цены доступные Поставили капельницу с детоксикационным раствором В общем, вся инфа по ссылке — снятие запоя цена [url=https://lechenie.vyvod-iz-zapoya-na-domu-voronezh-xrt.ru]https://lechenie.vyvod-iz-zapoya-na-domu-voronezh-xrt.ru[/url] Не ждите пока станет хуже Перешлите тем кто в такой же ситуации

  5. Слушайте кто в теме А поддержка молчит как рыба Нервов потратил — мама не горюй Короче, нашел наконец толковую контору — mostbet kg лучший букмекер Всё летает как часы В общем, сохраняйте себе — мостбет вход [url=https://mostbet-lxi.com.kg]мостбет вход[/url] Не ведитесь на лохотроны Перешлите тому кто тоже ищет нормальную контору

  6. Слушайте, кто сейчас ищет качественную ткань? Вечно то цены заоблачные до небес на ровном месте, Перерыл весь интернет в поисках оптовых складов пока чисто случайно не наткнулся на оптово-розничный склад с честными условиями, начиная от классических вариантов и заканчивая антивандальными материалами. Без проблем отрезают именно столько метров, сколько нужно для заказа,

    В общем, если не хотите переплачивать посредникам в салонах, жмите на источник, чтобы случайно не потерять контакты где купить мебельную ткань в москве [url=https://obshivka.tkan-dlya-mebeli-2.ru]где купить мебельную ткань в москве[/url] Покупайте любые обивочные ткани напрямую с оптового склада, обязательно перешлите этот пост тому, кто тоже профессионально занимается перетяжкой мебели!

  7. Loved going through this article, especially the part about choosing themed activities. Around Bohemia, NY, this is highly applicable. This aligns with what I’ve experienced nearby. Curious if you have more tips to share Learn more at LI foam parties .

  8. I was recommended this website by my cousin. I am not sure whether this post is written by him
    as nobody else know such detailed about my difficulty.
    You’re wonderful! Thanks!

  9. Привет, мастера! То качество текстиля просто никуда не годное и сыпется, Перерыл весь интернет в поисках оптовых складов пока чисто случайно не нашел отличный специализированный магазин, и предлагает топовые варианты обивки как для домашних диванов, так и для ресторанной мебели. Оптовые цены получаются значительно ниже среднерыночных,

    Кому тоже актуально найти проверенного поставщика текстиля для мастерской, смотрите сами весь каталог и прайс-лист по ссылке цены на мебельная ткань [url=https://obshivka.tkan-dlya-mebeli-2.ru]https://obshivka.tkan-dlya-mebeli-2.ru[/url] Лучше сразу выбирать надежного поставщика с сертифицированным товаром. обязательно перешлите этот пост тому, кто тоже профессионально занимается перетяжкой мебели!

  10. Write more, thats all I have to say. Literally, it seems as
    though you relied on the video to make your point. You obviously know what youre talking
    about, why throw away your intelligence on just posting videos
    to your blog when you could be giving us something enlightening to read?

  11. Я всегда говорил и продолжаю говорить: человек, который не умеет говорить, никогда не сможет стать по-настоящему успешным. Можно обладать знаниями, талантами, опытом, можно быть прекрасным специалистом, но если ты не умеешь доносить свои мысли до людей — ты проиграешь тем, кто умеет влиять, убеждать и вести за собой.
    [url=https://trueinform.ru/modules.php?name=Laid&sid=101436]Роман Василенко кризис как рост [/url]
    Именно поэтому я создал свою лекцию «14 правил риторики». Это не просто теория об ораторском искусстве. Это система, которую я выстраивал годами через практику бизнеса, переговоров, публичных выступлений и работы с огромными аудиториями. Всё, о чём я говорю в этой лекции, прошло через реальную жизнь, через сцены, конференции, переговорные комнаты и многотысячные залы.
    [url=https://newsroom.su/?p=170374]Роман Василенко жилищные кооперативы [/url]
    Для меня риторика — это не умение красиво разговаривать. Риторика — это инструмент влияния. Это способность управлять вниманием людей, вдохновлять, убеждать, мотивировать и формировать доверие. Великие лидеры всегда были великими ораторами. История не знает людей, которые изменили мир, оставаясь молчаливыми и незаметными.
    [url=https://adminmgp.ru/wp-content/plugins/tinymce-advanced/dist/richtext/text/3/1/news/6/222_kak_roman_vasilenko_obedinil.html]Роман Василенко кооператив Бест Вей [/url]
    Почему я считаю риторику главным навыком успеха
    [url=https://supesolar.com/roman-vasilenko-podrobnaya-biografiya-biznes-kooperativ-best-vej-i-obrazovatelnye-proekty.html]Роман Василенко кризис как рост [/url]
    Сегодня огромное количество людей недооценивают силу слова. Многие думают, что достаточно просто знать своё дело. Но правда жизни заключается в том, что побеждает не тот, кто знает больше всех, а тот, кто умеет донести свою мысль и зажечь ею других людей.
    [url=https://идея-малого-бизнеса.рф/roman-viktorovich-vasilenko.html]Роман Василенко альтернатива ипотеке [/url]

    https://идея-малого-бизнеса.рф/roman-viktorovich-vasilenko.html

    Роман Василенко история в кино

  12. Публикация предлагает уникальную подборку информации, которая будет интересна как специалистам, так и широкому кругу читателей. Здесь вы найдете ответы на часто задаваемые вопросы и полезные инсайты для дальнейшего применения.
    Познакомиться с результатами исследований – https://vyezdnoy-narkolog.ru/lechenie-alkogolizma/lechenie-alkogolnoy-polineyropatii

  13. Люди, помогите дельным советом. Муж просто потерял себя и уничтожает свое здоровье. Вся семья в дикой истерике, Никакие народные методы и таблетки из аптеки вообще не помогают до тех пор, не протестировали дежурную бригаду, которая реально спасает в таких ситуациях с гарантией полной анонимности и безопасности для здоровья пациента. Полностью сняли мучительную ломку и стабилизировали общее состояние.

    Кому тоже экстренно необходим проверенный круглосуточный телефон наркологии, вся полезная инфа выложена вот здесь вывод из запоя на дому [url=https://lechenie.vyvod-iz-zapoya-na-domu-voronezh-kmp.ru]вывод из запоя на дому[/url] Лучше сразу звонить профессионалам и не заниматься опасным самолечением. обязательно перешлите этот пост тем, кто тоже сейчас находится в такой же критической ситуации!

  14. Do you have a spam problem on this blog; I also am a blogger,
    and I was curious about your situation; we have developed
    some nice methods and we are looking to exchange strategies with other folks, be sure to
    shoot me an e-mail if interested.

  15. Быстро собираем первичную информацию, оцениваем риски и предлагаем подходящий вариант обращения.
    Получить больше информации – [url=https://kapelnica-ot-zapoya-v-moskve14.ru/]капельница от запоя круглосуточно[/url]

  16. Мастера-мебельщики отзовитесь То цены кусаются Перерыл весь интернет Короче, единственное место где всё честно — купить материал для обивки мебели недорого Флок, велюр, шенилл, рогожка В общем, там каталог и цены — ткань для обивки мебели сзади [url=https://material.tkan-dlya-mebeli-1.ru]https://material.tkan-dlya-mebeli-1.ru[/url] Не переплачивайте в салонах Перешлите тому кто мебель перетягивает

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注