二十一、Linux 进程与信号---进程资源限制

时间:2023-12-19 16:38:50

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) < ) {
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("\n");
} 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 ;
}

  编译运行如下:

  二十一、Linux 进程与信号---进程资源限制

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 < ) {
perror("open error");
exit();
} return fd;
} int main(int argc, char *argv[])
{
struct rlimit limit;
limit.rlim_cur = ; //设置软资源限制
limit.rlim_max = ; //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) < ) {
perror("setrlimit error");
exit();
} int fd1, fd2;
fd1 = open_file("s1.txt");
fd2 = open_file("s2.txt"); close(fd1);
close(fd2); return ;
}

  编译执行:

  二十一、Linux 进程与信号---进程资源限制

  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。