二十一、Linux 进程与信号---进程资源限制

2023-01-06 15:52:47

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：

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：

　　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。

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