zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 通过 ulimit 改善系统性能

    http://ppp1013.blog.51cto.com/927700/342385

    本文介绍了 ulimit 内键指令的主要功能以及用于改善系统性能的 ulimit 使用方法。

    通过这篇文章,读者不仅可以了解 ulimit 所起的作用,并且可以学会如何更好地通

    过 ulimit 限制资源的使用来改善系统性能。

    概述

    系统性能一直是一个受关注的话题,如何通过最简单的设置来实现最有效的性能调优,如何在有限资源的

    条件下保证程序的运作,ulimit 是我们在处理这些问题时,经常使用的一种简单手段。ulimit 是一种 linux

    系统的内键功能,它具有一套参数集,用于为由它生成的 shell 进程及其子进程的资源使用设置限制。本文

    将在后面的章节中详细说明 ulimit 的功能,使用以及它的影响,并以具体的例子来详细地阐述它在限制资

    源使用方面的影响。


    ulimit 的功能和用法

    ulimit 功能简述

    假设有这样一种情况,当一台 Linux 主机上同时登陆了 10 个人,在系统资源无限制的情况下,

    这 10 个用户同时打开了 500 个文档,而假设每个文档的大小有 10M,这时系统的内存资源就

    会受到巨大的挑战。

    而实际应用的环境要比这种假设复杂的多,例如在一个嵌入式开发环境中,各方面的资源都是非常

    紧缺的,对于开启文件描述符的数量,分配堆栈的大小,CPU 时间,虚拟内存大小,等等,都有非

    常严格的要求。资源的合理限制和分配,不仅仅是保证系统可用性的必要条件,也与系统上软件运

    行的性能有着密不可分的联系。这时,ulimit 可以起到很大的作用,它是一种简单并且有效的实现

    资源限制的方式。

    ulimit 用于限制 shell 启动进程所占用的资源,支持以下各种类型的限制:所创建的内核文件的大

    小、进程数据块的大小、Shell 进程创建文件的大小、内存锁住的大小、常驻内存集的大小、打开

    文件描述符的数量、分配堆栈的最大大小、CPU 时间、单个用户的最大线程数、Shell 进程所能使

    用的最大虚拟内存。同时,它支持硬资源和软资源的限制。

    作为临时限制,ulimit 可以作用于通过使用其命令登录的 shell 会话,在会话终止时便结束限制,并

    不影响于其他 shell 会话。而对于长期的固定限制,ulimit 命令语句又可以被添加到由登录 shell 读

    取的文件中,作用于特定的 shell 用户。

    图 1. ulimit 的使用

    在下面的章节中,将详细介绍如何使用 ulimit 做相应的资源限制。

    如何使用 ulimit

    ulimit 通过一些参数选项来管理不同种类的系统资源。在本节,我们将讲解这些参数的使用。

    ulimit 命令的格式为:ulimit [options] [limit]

    具体的 options 含义以及简单示例可以参考以下表格。

    表 1. ulimit 参数说明

    选项 [options]
    含义
    例子

    -H
    设置硬资源限制,一旦设置不能增加。
    ulimit – Hs 64;限制硬资源,线程栈大小为 64K。

    -S
    设置软资源限制,设置后可以增加,但是不能超过硬资源设置。
    ulimit – Sn 32;限制软资源,32 个文件描述符。

    -a
    显示当前所有的 limit 信息。
    ulimit – a;显示当前所有的 limit 信息。

    -c
    最大的 core 文件的大小, 以 blocks 为单位。
    ulimit – c unlimited; 对生成的 core 文件的大小不进行限制。

    -d
    进程最大的数据段的大小,以 Kbytes 为单位。
    ulimit -d unlimited;对进程的数据段大小不进行限制。

    -f
    进程可以创建文件的最大值,以 blocks 为单位。
    ulimit – f 2048;限制进程可以创建的最大文件大小为 2048 blocks。

    -l
    最大可加锁内存大小,以 Kbytes 为单位。
    ulimit – l 32;限制最大可加锁内存大小为 32 Kbytes。

    -m
    最大内存大小,以 Kbytes 为单位。
    ulimit – m unlimited;对最大内存不进行限制。

    -n
    可以打开最大文件描述符的数量。
    ulimit – n 128;限制最大可以使用 128 个文件描述符。

    -p
    管道缓冲区的大小,以 Kbytes 为单位。
    ulimit – p 512;限制管道缓冲区的大小为 512 Kbytes。

    -s
    线程栈大小,以 Kbytes 为单位。
    ulimit – s 512;限制线程栈的大小为 512 Kbytes。

    -t
    最大的 CPU 占用时间,以秒为单位。
    ulimit – t unlimited;对最大的 CPU 占用时间不进行限制。

    -u
    用户最大可用的进程数。
    ulimit – u 64;限制用户最多可以使用 64 个进程。

    -v
    进程最大可用的虚拟内存,以 Kbytes 为单位。
    ulimit – v 200000;限制最大可用的虚拟内存为 200000 Kbytes。

    我们可以通过以下几种方式来使用 ulimit:

    • 在用户的启动脚本中

      如果用户使用的是 bash,就可以在用户的目录下的 .bashrc 文件中,加入 ulimit – u 64,
      来限制用户最多可以使用 64 个进程。此外,可以在与 .bashrc 功能相当的启动脚本中加入 ulimt。

    • 在应用程序的启动脚本中

      如果用户要对某个应用程序 myapp 进行限制,可以写一个简单的脚本 startmyapp。

    • 用户进程的有效范围

      ulimit 作为对资源使用限制的一种工作,是有其作用范围的。那么,它限制的对象是单个用户,单个
      进程,还是整个系统呢?事实上,ulimit 限制的是当前 shell 进程以及其派生的子进程。举例来说,
      如果用户同时运行了两个 shell 终端进程,只在其中一个环境中执行了 ulimit – s 100,则该 shell
      进程里创建文件的大小收到相应的限制,而同时另一个 shell 终端包括其上运行的子程序都不会受其影响:

    • Shell 进程 1

      Shell 进程 2

       

      ulimit 管理系统资源的例子

      ulimit 提供了在 shell 进程中限制系统资源的功能。本章列举了一些使用 ulimit 对用户进
      程进行限制的例子,详述了这些限制行为以及对应的影响,以此来说明 ulimit 如何对系统资源进行限制,从而达到调节系统性能的功能。

    • 使用 ulimit 限制 shell 的内存使用

      在这一小节里向读者展示如何使用 – d,– m 和 – v 选项来对 shell 所使用的内存进行限制。

      首先我们来看一下不设置 ulimit 限制时调用 ls 命令的情况:

      图 2. 未设置 ulimit 时 ls 命令使用情况

      大家可以看到此时的 ls 命令运行正常。下面设置 ulimit:

      图 3. 查看 libc 文件大小
       

      从上面的信息可以看出,这个 libc 库文件的大小是 1.5MB。而我们用 ulimit 所设置的内存
      使用上限是 1000KB,小于 1.5MB,这也就充分证明了 ulimit 所起到的限制 shell 内存使用的功能。

    • 使用 ulimit 限制 shell 创建的文件的大小

      接下来向读者展示如何使用 -f 选项来对 shell 所能创建的文件大小进行限制。

      首先我们来看一下,没有设置 ulimit -f 时的情况:


      图 4. 查看文件
       

      现有一个文件 testFile 大小为 323669 bytes,现在使用 cat 命令来创建一个 testFile 的 copy:


      图 5. 未设置 ulimit 时创建复本
       

      从上面的输出可以看出,我们成功的创建了 testFile 的拷贝 newFile。

      下面我们设置 ulimt – f 100:

      图 6. 设置 ulimit 时创建复本
       

      这次创建 testFile 的拷贝失败了,系统给出的出错信息时文件大小超出了限制。在 Linux 系统
      下一个 block 的默认大小是 512 bytes。所以上面的 ulimit 的含义就是限制 shell 所能创
      建的文件最大值为 512 x 100 = 51200 bytes,小于 323669 bytes,所以创建文件失败,符
      合我们的期望。这个例子说明了如何使用 ulimit 来控制 shell 所能创建的最大文件。

    • 使用 ulimit 限制程序所能创建的 socket 数量

      考虑一个现实中的实际需求。对于一个 C/S 模型中的 server 程序来说,它会为多个 client
      程序请求创建多个 socket 端口给与响应。如果恰好有大量的 client 同时向 server 发出请
      求,那么此时 server 就会需要创建大量的 socket 连接。但在一个系统当中,往往需要限制单
      个 server 程序所能使用的最大 socket 数,以供其他的 server 程序所使用。那么我们如何
      来做到这一点呢?答案是我们可以通过 ulimit 来实现!细心的读者可能会发现,通过前面章节的
      介绍似乎没有限制 socket 使用的 ulimit 选项。是的,ulimit 并没有哪个选项直接说是用来
      限制 socket 的数量的。但是,我们有 -n 这个选项,它是用于限制一个进程所能打开的文件描
      述符的最大值。在 Linux 下一切资源皆文件,普通文件是文件,磁盘打印机是文件,socket 当
      然也是文件。在 Linux 下创建一个新的 socket 连接,实际上就是创建一个新的文件描述符。如
      下图所示(查看某个进程当前打开的文件描述符信息):


      图 7. 查看进程打开文件描述符
       

      因此,我们可以通过使用 ulimit – n 来限制程序所能打开的最大文件描述符数量,从而
      达到限制 socket 创建的数量。

      使用 ulimit 限制 shell 多线程程序堆栈的大小(增加可用线程数量)

      在最后一个例子中,向大家介绍如何使用 -s(单位 KB)来对线程的堆栈大小进行限制,从
      而减少整个多线程程序的内存使用,增加可用线程的数量。这个例子取自于一个真实的案例。
      我们所遇到的问题是系统对我们的多线程程序有如下的限制:

      ulimit -v 200000

      根据本文前面的介绍,这意味着我们的程序最多只能使用不到 200MB 的虚拟内存。由于我们
      的程序是一个多线程程序,程序在运行时会根据需要创建新的线程,这势必会增加总的内存需求
      量。一开始我们对堆栈大小的限制是 1024 (本例子中使用 1232 来说明):

      图 8. 程序线程所使用的堆栈
       

      每当一个新的线程被创建时都需要新分配一段大小为 1232KB 的内存空间,而我们总的虚拟
      内存限制是 200MB,所以如果我们需要创建更多的线程,那么一个可以改进的方法就是减少
      每个线程的固定堆栈大小,这可以通过 ulimit – s 来实现:

      图 9. 设置 ulimit 后堆栈大小
       

      从上面的信息可以看出,我们已经成功的将线程的堆栈大小改为 512KB 了,
      这样在总内存使用限制不变的情况下,我们可以通过本小节介绍的方法来增加
      可以创建的线程数,从而达到改善程序的多线程性能。

      总结

      综上所述,linux 系统中的 ulimit 指令,对资源限制和系统性能优化提供了一条便捷的途径。
      从用户的 shell 启动脚本,应用程序启动脚本,以及直接在控制台,都可以通过该指令限制系统资
      源的使用,包括所创建的内核文件的大小、进程数据块的大小、Shell 进程创建文件的大小、内存锁
      住的大小、常驻内存集的大小、打开文件描述符的数量、分配堆栈的最大大小、CPU 时间、单个用户
      的最大线程数、Shell 进程所能使用的最大虚拟内存,等等方面。本文中的示例非常直观的说明了 ulimit
      的使用及其产生的效果,显而易见,ulimit 对我们在 Linux 平台的应用和开发工作是非常实用的。

       
  • 相关阅读:
    c# 利用反射设置属性值
    C#中扩展方法
    Python与Ruby比较
    Python 学习笔记(半ZZ半自己写)
    c# 写的一个类帮助器(动态生成类 动态类 动态属性)
    c#学习python
    LBS中从数据库查询某经纬度2KM范围内的数据 针对大数据量的性能优化
    隐藏ToString等系统自带方法
    C#命名规范
    SQL Server 数值四舍五入,小数点后保留2位
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/leaven/p/2024539.html
Copyright © 2011-2022 走看看