用C语言编写CPU使用率限制程序 _C语言

现在云服务已经深入千家万户了，不仅商用，私用也很多。很多云服务厂商也都有配套的服务器安全模块，可以检测网络流量异常、内存占用量和CPU占用率，并且允许人工设置告警阈值。例如，CPU持续大于90%10分钟，那么你可能就会收到一条告警通知。
有时，或许这样的告警是因为一些恶意行为或者bug导致。但是有时，我们希望我们编写的程序能够尽可能压榨性能去尽快处理一些工作，此时CPU占满或许是一个很正常的行为。可如此就会触发告警，加之一些同道告警强迫症发作，此时就会很为难。如果增加一些sleep操作，莫名其妙的睡眠似乎总是不够优雅与完美。
那么，有没有什么好的解决方案呢？
今天码哥就给大家提供一种解决方案。

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或许有些人听过用过Docker，docker容器就是可以做到资源隔离与资源配额的。似乎是我们想要的，那么是否可以借鉴一下呢？
答案是肯定的。
很多时候，我们的程序只是一次性的任务，且有些任务还依赖一些框架，如果将这种任务装入docker容器运行，显然成本和收益的问题让我们内心不太通达。
在linux中，这样的资源配额限制是通过cgroups来实现的，它能够限制CPU、内存、IO等资源的使用程度。当然cgroups还有一些其他的使用功能，这里就不额外延展啦。
为了应对上面的那种资源限制需求，码哥展示一个用C语言编写的启动程序，帮你轻松解决这类问题。

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限于篇幅，我们只展示CPU限制的方式，内存和IO相关的限制方法与其类似，可参阅网上一些人的文章自行扩展。
下面直接上代码（受限于手机屏幕尺寸，建议大家PC端查看）：

/* * Author: 码哥比特 */#define _GNU_SOURCE#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/mount.h>#include <sched.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <dirent.h> #include <stdlib.h>#include <sys/stat.h>char *cpu = NULL;char *group_name = NULL;char cpu_basedir[256];int deleted = 0;static void print_help(char *name){printf("Usage:n");printf("%s [OPTIONS] SHELL COMMANDn", name);printf("t-cttset cpu raten");printf("t-gttgroup namen");printf("t-dttdelete groupn");}static int parse_args(int argc, char *argv[]){//...掠过一些参数解析部分}static void set_limit(void){int fd, n, pid = getpid();char tmp[1024];if (cpu != NULL) {if (mkdir(cpu_basedir, S_IRWXU) < 0) {if (errno != EEXIST) {fprintf(stderr, "create cpu group failed");exit(1);}}memset(tmp, 0, sizeof(tmp));snprintf(tmp, sizeof(tmp)-1, "%s/cpu.cfs_quota_us", cpu_basedir);if ((fd = open(tmp, O_WRONLY)) < 0) {fprintf(stderr, "open cpu file failed. %sn", strerror(errno));exit(1);}memset(tmp, 0, sizeof(tmp));n = snprintf(tmp, sizeof(tmp)-1, "%sn", cpu);write(fd, tmp, n);close(fd);memset(tmp, 0, sizeof(tmp));snprintf(tmp, sizeof(tmp)-1, "%s/tasks", cpu_basedir);if ((fd = open(tmp, O_WRONLY|O_AppEND)) < 0) {fprintf(stderr, "open cpu tasks failed. %sn", strerror(errno));exit(1);}memset(tmp, 0, sizeof(tmp));n = snprintf(tmp, sizeof(tmp)-1, "%dn", pid);write(fd, tmp, n);close(fd);}}int main(int argc, char *argv[]){int idx = parse_args(argc, argv);if (group_name == NULL) {fprintf(stderr, "group name must be givenn");print_help(argv[0]);exit(1);}memset(cpu_basedir, 0, sizeof(cpu_basedir));snprintf(cpu_basedir, sizeof(cpu_basedir)-1, "/sys/fs/cgroup/cpu/%s", group_name);if (deleted) {remove(cpu_basedir);}if (idx) {set_limit();execv(argv[idx], argv+idx);}return 0;}

为了节省篇幅，代码中略过了一些参数解析部分。从帮助信息中，我们也可大致看到程序的使用方式。
# ./cpuctl -c=89000 -g=test_group a.out#姑且先叫cpuctl吧这里，-g是用来设置资源组名的，避免和其他资源组冲突。-c是这个资源组下的所有进程CPU占用总和的上限数值，89000是89%的含义。这里要注意，如果你有两个进程在这个资源组下，那么两个进程是平分89%的，也就是每个进程44.5% 。a.out则是我们要执行的程序。
我们用一个简单的死循环来测试一下：
#include <stdio.h>int main(void){while (1) {}return 0;}正常情况下100%无疑，如图：