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文档首页/ Huawei Cloud EulerOS/ 用户指南/ 内核功能与接口/ 内核cpu cgroup的多级混部调度

内核cpu cgroup的多级混部调度

更新时间:2024-09-14 GMT+08:00

需求背景

在业务混部场景中,Linux内核调度器需要为高优先级任务赋予更多的调度机会,并需要把低优先级任务对内核调度带来的影响降到最低。原有的在线、离线两级混部调度无法满足业务需求。

为解决此问题,HCE 2.0内核cpu cgroup支持多级混部调度,提供cgroup接口/sys/fs/cgroup/cpu/cpu.qos_level将任务调度级别扩展到5个级别,支持用户对每个cgroup组单独设置优先级。

约束与限制

内核cpu cgroup的多级混部调度基于5.10.0-60.18.0.50.r692_16.hce2.x86_64内核版本开发,当前cpu.qos_level仅支持cgroup-v1, 不支持cgroup-v2。

多级混部调度接口说明

cpu.qos_level的生效规则:

  • CFS调度器自上而下逐层选择task_group,同一个父节点内的子节点之间cpu.qos_level生效。
  • 子cgroup创建时默认继承父cgroup的cpu.qos_level,支持重新配置cpu.qos_level值。
  • 同优先级的qos_level之间的资源竞争服从CFS调度器的策略。
  • 同一个cpu上,qos_level < 0 的任务始终会被qos_level >= 0的任务无条件抢占,不受层级约束。

在调度高优先级任务时:

  • 在线任务可无条件抢占离线任务,在多核调度时,在线任务可优先抢占其他核上的离线任务。超线程(Hyper Thread)场景,优先级为2的在线任务可驱逐SMT上的离线任务。
  • 高优先级的任务被唤醒时获得一定的时间片加速,可立刻抢占低优先级的任务(忽略CFS的最小运行时间片),获得更好的低时延响应。
表1 cpu.qos_level接口说明

接口

说明

cpu.qos_level

配置cgroup的cpu优先级。取值类型为整数形式,取值范围 为[-2, 2 ] ,默认值为0。

  • cpu.qos_level >= 0

    标识cgroup组内任务为在线任务,在线任务可无条件抢占离线任务。

    优先级 0 < 1 < 2,同为在线业务的任务,高优先级的在线相比低优先级的在线可获取更多的CPU资源抢占机会。

  • cpu.qos_level < 0

    标识cgroup组内的任务为离线任务,-1优先级高于-2。 -1级别的任务比-2级别的任务可获得更多的CPU资源抢占机会。

    父节点为离线任务时,子节点只能继承父节点的优先级,不支持修改为其他优先级。

接口示例

按如下所示创建3个cgroup节点A、B、C,配置并查看qos_level接口。

表2 数据规划

cgroup组

cpu.qos_level

A

1

B

-2

C

2

  1. 创建cgroup A及子节点B、C,依次设置A、B、C的cpu调度优先级为1、-2、2。
    cgroup A和cgroup C中的任务可无条件抢占cgroup B任务的CPU资源,cgroup C优先级大于cgroup A。
    mkdir -p /sys/fs/cgroup/cpu/A
    echo 1 > /sys/fs/cgroup/cpu/A/cpu.qos_level
    mkdir -p /sys/fs/cgroup/cpu/A/B
    echo -2 > /sys/fs/cgroup/cpu/A/B/cpu.qos_level
    mkdir -p /sys/fs/cgroup/cpu/A/C
    echo 2 > /sys/fs/cgroup/cpu/A/C/cpu.qos_level
  2. 将task1、task2、task3进程加入cgroup B。
    task1、task2、task3进程加入cgroup B后,task1、task2、task3进程的cpu调度优先级为-2。
    echo $PID1 > /sys/fs/cgroup/cpu/A/B/tasks
    echo $PID2 > /sys/fs/cgroup/cpu/A/B/tasks
    echo $PID3 > /sys/fs/cgroup/cpu/A/B/tasks
  3. 将task4、task5进程加入cgroup C。
    task4、task5进程加入cgroup C后,task4、task5进程的cpu调度优先级为2。
    echo $PID4 > /sys/fs/cgroup/cpu/A/C/tasks
    echo $PID5 > /sys/fs/cgroup/cpu/A/C/tasks
  4. 查看cgroup B的cpu调度优先级及进程。
    [root@localhost cpu_qos]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/A/B/cpu.qos_level
    -2
    [root@localhost boot]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/A/B/tasks
    1879
    1880
    1881
  5. 查看cgroup C的cpu调度优先级及进程。
    [root@localhost cpu_qos]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/A/C/cpu.qos_level
    2
    [root@localhost boot]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/A/C/tasks
    1882
    1883

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