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

120,703 条评论

  1. Люди помогите советом Отец не встаёт с кровати Дети боятся заходить в комнату В диспансер тащить — последнее дело Короче, врачи стационара реально вытащили — вывод из запоя в стационаре анонимно и безопасно Выписали через неделю здоровым В общем, жмите чтобы сохранить — вывести из запоя в стационаре [url=https://lechenie.vyvod-iz-zapoya-v-stacionare-samara.ru]https://lechenie.vyvod-iz-zapoya-v-stacionare-samara.ru[/url] Стационар — это единственный выход Перешлите тем кто в беде

  2. Люди, помогите дельным советом. Муж просто потерял себя и уничтожает свое здоровье. Дети сильно напуганы происходящим, Нужна только срочная специализированная помощь на дому квалифицированного врача пока чисто случайно не протестировали дежурную бригаду, которая реально спасает в таких ситуациях и обеспечивает быстрый выезд специалистов со всем необходимым оборудованием. Врачи приехали на вызов буквально через 40 минут,

    В общем, если не хотите рисковать жизнью близкого человека, смотрите sami все расценки и условия по ссылке капельницы от алкоголя [url=https://kruglosutochno-chastnyy.kapelnicza-ot-zapoya-ekaterinburg-nmx.ru]капельницы от алкоголя[/url] Лучше сразу звонить профессионалам и не заниматься опасным самолечением. обязательно перешлите этот пост тем, кто тоже сейчас находится в такой же критической ситуации!

  3. Люди подскажите Отец не выходит из штопора Дети напуганы В больницу тащить страшно Короче, единственное что вытащило из запоя — запой спб лечение на дому Приехали через 40 минут В общем, не потеряйте контакты — вывод из запоя [url=https://kodirovanie.vyvod-iz-zapoya-na-domu-sankt-peterburg.ru]вывод из запоя[/url] Вывод из запоя на дому — это реальный выход Перешлите тем кто в такой же ситуации

  4. I appreciate that many small assisted living homes avoid long institutional hallways and confusing layouts. It’s easier for seniors to navigate to the bathroom or dining area. senior care points this out as a key benefit.

  5. Здорова, народ Брат снова сорвался Дети напуганы Таблетки не помогают Короче, единственное что вытащило из запоя — выведение из запоя на дому быстро Через пару часов человек пришёл в себя В общем, жмите чтобы сохранить — вывод из запоя на дому спб цены [url=https://kodirovanie.vyvod-iz-zapoya-na-domu-sankt-peterburg.ru]https://kodirovanie.vyvod-iz-zapoya-na-domu-sankt-peterburg.ru[/url] Вывод из запоя на дому — это реальный выход Перешлите тем кто в такой же ситуации

  6. Самара, всем привет Отец не встаёт с кровати Жена рыдает Скорая не приедет на такой вызов Короче, единственные кто взялся за безнадёжный случай — вывод из запоя в стационаре самара недорого Врачи и медсёстры 24/7 В общем, не потеряйте контакты — стационар вывод из запоя [url=https://lechenie.vyvod-iz-zapoya-v-stacionare-samara.ru]https://lechenie.vyvod-iz-zapoya-v-stacionare-samara.ru[/url] Стационар — это единственный выход Это может спасти жизнь

  7. Доброго!
    Умное продвижение сайта ключевым словам с низкой конкуренцией дает быстрый старт проекту. Мы находим “голубые океаны” в семантике, где еще нет сильных игроков рынка ниши. Заняв эти позиции первыми, вы монополизируете трафик и собираете всех клиентов себе. Постепенное расширение на более конкурентные запросы происходит с позиции силы и авторитета домена. Начните с малого и захватывайте рынок шаг за шагом с умной SEO стратегией.
    Самая точная информация на сайте – https://linkbooster.space/
    seo услуги, продвижение сайта в топ яндекса, поисковое продвижение сайтов
    продвижение сайта в топ 10, сео продвижение сайтов seo, продвижение сайта социальными сетями
    Всего наилучшего и роста в топе!

  8. Люди, помогите дельным советом. Близкий человек уже несколько дней находится в тяжелом запое, Родственники в панике и вообще не знают, что делать. В обычную государственную больницу тащить человека просто страшно до тех пор, не протестировали дежурную бригаду, которая реально спасает в таких ситуациях начиная от качественной детоксикации на месте и заканчивая подбором медикаментов. Полностью сняли мучительную ломку и стабилизировали общее состояние.

    В общем, если не хотите рисковать жизнью близкого человека, там расписаны все технические подробности оказания помощи сделать капельницу от похмелья [url=https://kruglosutochno-chastnyy.kapelnicza-ot-zapoya-ekaterinburg-nmx.ru]сделать капельницу от похмелья[/url] Не ждите, пока состояние станет еще хуже, обязательно перешлите этот пост тем, кто тоже сейчас находится в такой же критической ситуации!

  9. Great blog! Is your theme custom made or did you download it from somewhere?
    A theme like yours with a few simple adjustements would really make my blog jump out.
    Please let me know where you got your design. Bless you

  10. В данном обзоре представлены основные направления и тренды в области медицины. Мы обсудим актуальные проблемы здравоохранения, свежие открытия и новые подходы, которые меняют представление о лечении и профилактике заболеваний. Эта информация будет полезна как специалистам, так и широкой публике.
    Ссылка на источник – [url=https://trezvaya-stolitsa.ru/lechenie-alkogolizma/lechenie-alkogolizma-v-statsionare/]лечение алкоголизма стационар цена[/url]

  11. Hi! I just wanted to ask if you ever have any issues with hackers?
    My last blog (wordpress) was hacked and I ended up losing several
    weeks of hard work due to no back up. Do you have any solutions
    to stop hackers?

  12. Заявку можно оставить в любое время, специалист быстро сориентирует по дальнейшим действиям.
    Подробнее – [url=https://vyvod-iz-zapoya-v-gelendzhike3.ru/]вывод из запоя клиника[/url]

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注