二十一、Linux 进程与信号---进程资源限制

21.1 进程资源限制

　　在操作系统中，我们能够通过函数getrlimit()、setrlimit()分别获得、设置每个进程能够创建的各种系统资源的限制使用量。

21.1.1 函数

#include <sys/resource.h>
int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlp);

• 函数功能：获得资源限制，存放在 rlp 指向的结构体中
• 函数参数：
  • @resource：见下面的说明
  • @rlp：指向结构体 rlimit 的指针　　
• 返回值：成功返回0，失败返回非0

#include <sys/resource.h>
int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlp);

• 函数功能：通过 rlp 指向的结构体去修改 resource 指定的资源限制
• 函数参数：
  • @resource：资源限制，可能的选择有
    • RLIMIT_AS ：进程的最大虚内存空间，字节为单位。即进程可用存储区大小　
    • RLIMIT_CORE ：内核转存文件的最大长度。即core 文件最大字节数
    • RLIMIT_CPU ：最大允许的CPU使用时间，秒为单位。当进程达到软限制，内核将给其发送SIGXCPU信号，这一信号的默认行为是终止进程的执行。然而，可以捕捉信号，处理句柄可将控制返回给主程序。如果进程继续耗费CPU时间，核心会以每秒一次的频率给其发送SIGXCPU信号，直到达到硬限制，那时将给进程发送 SIGKILL信号终止其执行。
    • RLIMIT_DATA ：进程数据段的最大值。
    • RLIMIT_FSIZE ：进程可创建的文件的最大长度。如果进程试图超出这一限制时，核心会给其发送SIGXFSZ信号，默认情况下将终止进程的执行。
    • RLIMIT_LOCKS ：进程可建立的锁和租赁的最大值。即文件锁的最大数
    • RLIMIT_MEMLOCK ：进程可锁定在内存中的最大数据量，字节为单位。即使用 mlock 能否再再存储器中锁定的最大字节数
    • RLIMIT_MSGQUEUE ：进程可为POSIX消息队列分配的最大字节数。
    • RLIMIT_NICE ：进程可通过setpriority() 或 nice()调用设置的最大完美值。
    • RLIMIT_NOFILE ：指定比进程可打开的最大文件描述词大一的值，超出此值，将会产生EMFILE错误。即能打开的最大文件数
    • RLIMIT_NPROC ：用户可拥有的最大进程数。即每个用户 ID 可拥有的最大子进程数
    • RLIMIT_RTPRIO ：进程可通过sched_setscheduler 和 sched_setparam设置的最大实时优先级。
    • RTLMIT_RSS ：最大驻内存集的字节长度
    • RLIMIT_SIGPENDING ：用户可拥有的最大挂起信号数。
    • RLIMIT_STACK ：最大的进程堆栈，以字节为单位。即栈的最大长度
  • @rlp：指向结构体 rlimit 的指针　
• 返回值：成功返回0，出错返回 非0

　　rlimit 结构体：

struct rlimit {
    __kernel_ulong_t    rlim_cur;　　//软资源限制：用户可以修改的资源限制
    __kernel_ulong_t    rlim_max;　　//硬资源限制：系统中标配的限制，用户可以修改，root 用户除外
};

21.1.2 资源限制修改规则

• 进程资源限制的配置文件
  • /etc/security/limits.conf
  • Linux 中进程资源的初始化由 0 号进程建立，并被后续进程继承
• 资源限制的修改规则
  • 硬资源限制必须大于等于软资源限制
  • 任何一进程可以降低或者提升其软资源限制，但必须小于等于其硬资源限制
  • 任何一进程可以降低其硬件资源限制，但必须大于其软资源限制，普通用户不可逆进行此操作（即提高操作）
  • 只有超级用户可以提高硬资源限制　　　　

21.2 例子

21.2.1 获得系统中软硬资源的上限

　　process_limit.c

#include <sys/resource.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define RLIMIT(name)    get_limit(#name, name)

void get_limit(char *name, int resource)
{
    struct rlimit limit;
    if(getrlimit(resource, &limit) < 0) {
        perror("getrlimit error");
        return;
    }

    printf("%-15s", name);

    if(limit.rlim_cur == RLIM_INFINITY) {
        printf("    infinity");
    } else {
        printf("%10ld", limit.rlim_cur);
    }

    if(limit.rlim_max == RLIM_INFINITY) {
        printf("    infinity");
    } else {
        printf("%10ld", limit.rlim_max);
    }

    printf("
");
}

int main(void)
{
    RLIMIT(RLIMIT_AS);
    RLIMIT(RLIMIT_CORE);
    RLIMIT(RLIMIT_CPU);
    RLIMIT(RLIMIT_DATA);
    RLIMIT(RLIMIT_FSIZE);
    RLIMIT(RLIMIT_LOCKS);
    RLIMIT(RLIMIT_MEMLOCK);
    RLIMIT(RLIMIT_MSGQUEUE);
    RLIMIT(RLIMIT_NICE);
    RLIMIT(RLIMIT_NOFILE);
    RLIMIT(RLIMIT_NPROC);
    RLIMIT(RLIMIT_RTPRIO);
    RLIMIT(RLIMIT_RSS);
    RLIMIT(RLIMIT_SIGPENDING);
    RLIMIT(RLIMIT_STACK);


    return 0;
}

　　编译运行如下：

　　

21.2.2 修改最大文件数

　　limit_nofile.c

#include <sys/resource.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define MODE     S_IRWXU | S_IRWXG | S_IRWXO

int open_file(const char *filename)
{
    int fd = open(filename, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, MODE);
    if(fd < 0) {
        perror("open error");
        exit(1);
    }

    return fd;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct rlimit limit;
    limit.rlim_cur = 4;        //设置软资源限制
    limit.rlim_max = 1024;    //设置硬资源限制

    //设置文件打开的最大数
    //(注意：0 标准输入   1 标准输出  2  标准错误  已经打开)
    if(setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &limit) < 0) {
        perror("setrlimit error");
        exit(1);
    }

    int fd1, fd2;
    fd1 = open_file("s1.txt");
    fd2 = open_file("s2.txt");

    close(fd1);
    close(fd2);

    return 0;
}

　　编译执行：

　　

　　因为 0，1，2 是已经打开的，所以最多还能打开 4-3 = 1  和 1024 - 3 = 1021 个文件。