Linux 内核中有哪些比较牛逼的设计?
作者：水灵木子珈
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来源：知乎
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cgroup + namespace.
简单的来说，两个技术的作用就是：
- cgroup = limits how much you can use;
- namespaces = limits what you can see (and therefore use
cgroup:
cgroups 全称control group，用来限定一个进程的资源使用，由Linux 内核支持，可以限制和隔离Linux进程组 (process groups) 所使用的物理资源 ，比如cpu，内存，磁盘和网络IO，是Linux container技术的物理基础。
cgroups 层级结构（Hierarchy）
内核使用 cgroup 结构体来表示一个 control group 对某一个或者某几个 cgroups 子系统的资源限制。cgroup 结构体可以组织成一颗树的形式，每一棵cgroup 结构体组成的树称之为一个 cgroups 层级结构。cgroups层级结构可以接手一个或者几个 cgroups 子系统，当前层级结构可以对其 接手的cgroups 子系统进行资源的限制，而每一个 cgroups 子系统只能被一个 cpu 层级结构接手。
上图表示两个cgroups层级结构，每一个层级结构中是一颗树形结构，树的每一个节点是一个 cgroup 结构体（比如cpu_cgrp, memory_cgrp)。第一个 cgroups 层级结构接手了 cpu 子系统和 cpuacct 子系统( _cpuacct_子系统 （CPU accounting）会自动生成报告来显示 cgroup中 任务所使用的 CPU 资源，其中包括子群组任务)， 当前 cgroups 层级结构中的 cgroup 结构体就可以对 cpu 的资源进行限制，并且对进程的 cpu 使用情况进行统计。 第二个 cgroups 层级结构接手了 memory 子系统，当前 cgroups 层级结构中的 cgroup 结构体就可以对 memory 的资源进行限制。
在每一个 cgroups 层级结构中，每一个节点（cgroup 结构体）可以设置对资源不同的限制权重。比如上图中 cgrp1 组中的进程可以使用60%的 cpu 时间片，而 cgrp2 组中的进程可以使用20%的 cpu 时间片。
那么，内核又是如何将cgroups同进程绑定的呢？
下面这个图从整体结构上描述了进程与 cgroups 之间的关系。最下面的P代表一个进程。每一个进程的描述符中有一个指针指向了一个辅助数据结构css_set（cgroups subsystem set）。图中的"M×N Linkage"说明的是css_set通过辅助数据结构可以与 cgroups 节点进行多对多的关联。
一个进程只能隶属于一个css_set，一个css_set可以包含多个进程，隶属于同一css_set的进程受到同一个css_set所关联的资源限制。cgroups 的实现不允许css_set同时关联同一个cgroups层级结构下多个节点。 这是因为 cgroups 对同一种资源不允许有多个限制配置。
Namespace:
namespace另一个维度的资源隔离技术，大家可以把这个概念和我们熟悉的C++和Java里的namespace相对照。如果CGroup设计出来的目的是为了隔离上面描述的物理资源，那么namespace则用来隔离PID(进程ID),IPC,Network等系统资源。我们现在可以将它们分配给特定的Namespace，每个Namespace里面的资源对其他Namespace都是透明的。不同container内的进程属于不同的Namespace，彼此透明，互不干扰。
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