资源限制

    rlimit 可控制的系统资源包括： 内存 、 文件 、 锁 、 CPU调度 、 进程数 等。优秀系统管理员设置合适的 rlimit 值，避免某个用户或某个进程占用过多系统资源而拖垮系统。

    本文介绍设置 rlimit 的来龙去脉，具体 rlimit 值属于 系统调优 范畴，暂不全面涉及。

    ulimit 是一个 Shell 内置命令，由于查看、调整当前 Shell 进程的 rlimit 值。以 为例，查看所有 rlimit 值：

    注解

    资源项详细介绍请参考文章末尾处附录的表格。

    也可以查看某项资源的限制，以进程打开 文件描述符 数( RLIMIT_NOFILE )为例：

    2. 1024

    由此可见，当前 Shell 进程最多只能打开 1024 个 ，由该 Shell 启动的程序也是如此。接着实现一个简单的程序，不断创建 套接字 ( socket )，以验证这一点：

    1. $ python detect-max-fd.py
    2. error no: 24
    3. fd range: [3, 1023]

    显然，程序无法无限地创建 套接字 。当 文件描述符 达到 rlimit 限制时，相关 将失败，错误码为 EMFILE ，即 Too many open files 。成功打开的套接字文件描述符范围从 3 到 1023 ，与 1024 的上限相吻合。

    注解

    进程前三个文件描述符 0 、 1 、 2 分别是 stdin 、 stdout 以及 stderr 。

    当然了，可以通过 ulimit 调整 文件描述符 上限：

    1. $ ulimit -Sn 512

    注解

    这时，进程能打开的 变少了：

    注解

    detect-max-fd.py源码以及原理剖析请查看文章附录，位于末尾处。

    软硬之分

    资源限制有软硬之分， 软限制 ( soft )和 硬限制 ( hard )。

    软限制 是一般意义的资源限制， 直接作用于用户或者进程 。ulimit 默认返回软限制：

    2. 1024

    也可通过 -S 选项显式指定返回 软限制 ：

    1. $ ulimit -Sn
    2. 1024

    由上一小节，我们知道用户可以将软限制调低或调高。如果普通用户可以无限制调高， rlimit 将失去限制用户的意义。为此，内核引入了 硬限制 ，规定了软限制调整的上限。

    ulimit 查看 硬限制 需要指定 -H 选项：

    1. $ ulimit -Hn
    2. 1048576

    调整 软限制 时，不能超出 硬限制 ，否则报错：

    同样，可以将 硬限制 调低：

    1. $ ulimit -n 1024

    注解

    设置 rlimit 限制时，未指定软硬，则同时设置。

    2. -bash: ulimit: open files: cannot modify limit: Operation not permitted

    因此，软硬限制之别可总结为以下几点：

    • 软限制 直接起作用；
    • 硬限制 只能调低；

    通过配置文件设置 rlimit 值，可永久生效，也可突破 ulimit 不能调高 硬限制 的局限。配置文件 位于 /etc/security/limits.conf ，格式如下：

    1. root    soft    nofile  1000000
    2. root    hard    nofile  1000000
    4. *       soft    nofile  1000000
    5. *       hard    nofile  1000000

    每个配置行由 4 个字段组成，分别是：

    • 域 ( domain )
    • 类型 ( type )
    • 资源项 ( item )
    • 值 ( value )

    其中， 域 可以是用户或者用户组(以 @ 开头，例如 @admin )， * 则表示任意用户；类型 分为两种，分别对应 软限制 ( soft )和 硬限制 ( hard )；资源项 列表见附录。

    配置编辑完毕后，重新登录即可生效，无需重启。

    注解

    limits.conf 是 的配置文件，而 pam_limits.so 是 Linux插入式认证模块 ( Pluggable Authentication Modules 简称 PAM )的子模块。

    根据 PAM 机制，应用程序启动时，按 /etc/pam.d 配置加载 pam_xxxx.so 模块。/etc/pam.d 下包含了 login 、 sshd 、 su 、 sudo 等程序的 PAM 配置文件，因此用户重新登录时，将调用 加载 limits.conf 配置文件。

    附录

    detect-max-fd.py源码

    这是一个 程序，循环创建套接字，促使进程打开文件描述符达到上限：

    第 8 行，用一个列表来存放已创建的套接字( Python 套接字对象)；第 12-13 行，循环创建套接字并追加到列表中，直到 OSError 异常(系统调用出错)；第 15-16 行，打印错误码；第 18-21 行，打印首尾套接字的文件描述符。

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    参考文献