1. 介绍
在Linux系统中，CPU使用率限制是一种管理系统资源的方法。它允许用户限制应用程序对CPU资源的访问，以确保系统的稳定性和响应性。在本文中，我们将介绍如何在Linux系统下限制CPU使用率。
2. 背景
CPU使用率限制是一种解决CPU资源争用的方法。当系统中运行的应用程序消耗过多的CPU资源时，其他应用程序的性能可能会受到影响，甚至导致系统崩溃。为了避免这种情况，我们可以使用CPU使用率限制来确保每个应用程序都有足够的CPU时间。
2.1 CPU使用率限制的原理
在Linux系统中，每个进程都有一个优先级和一定的时间片。时间片是CPU分配给进程的最小时间单位。当多个进程竞争CPU时间片时，进程的优先级决定了它们获取CPU时间片的顺序。
在CPU使用率限制中，我们可以通过调整进程的优先级和时间片来限制其对CPU资源的访问。较低优先级的应用程序将获得更少的CPU时间片，从而限制其对CPU资源的使用。
3. 使用nice命令限制CPU使用率
在Linux系统中，可以使用nice命令来限制应用程序的优先级，从而控制其对CPU资源的使用。该命令可以在命令行中使用，也可以在Shell脚本中使用。
3.1 使用方法
使用nice命令限制CPU使用率的语法如下：
nice -n priority command
其中，priority是一个范围从-20到19的整数值，数值越低，优先级越高。command是要执行的应用程序的命令。
例如，要限制一个应用程序的CPU使用率为50%，可以使用以下命令：
nice -n 10 ./my_program
这将将应用程序的优先级设置为10，从而限制其对CPU资源的访问。
3.2 示例
为了更好地理解使用nice命令限制CPU使用率的效果，下面是一个简单的示例。
# 程序test.c的内容如下：
#include <stdio.h>
int main() {
while(1);
return 0;
}
# 通过gcc编译test.c生成可执行文件test
gcc -o test test.c
# 在终端中使用nice命令运行test程序并限制其CPU使用率为50%
nice -n 10 ./test
在上面的示例中，我们使用了一个死循环来模拟一个消耗大量CPU资源的应用程序。运行nice命令后，该应用程序的优先级将被设置为10，从而限制其CPU使用率为50%。
4. 使用cgroups限制CPU使用率
除了使用nice命令，还可以使用cgroups（控制组）来限制CPU使用率。cgroups是一个在Linux内核中提供的机制，用于管理和控制进程组的资源分配。
4.1 使用方法
使用cgroups限制CPU使用率的方法如下：
安装cgroups工具
首先，需要安装cgroups工具。在大多数Linux发行版中，cgroups工具被称为"cgroup-tools"。可以使用包管理器来安装它。
创建cgroup
使用cgcreate命令可以创建一个新的cgroup。例如，要创建一个名为"mygroup"的cgroup，可以使用以下命令：
sudo cgcreate -g cpu:mygroup
限制CPU使用率
使用cgset命令可以设置cgroup的CPU使用率限制。例如，要将"cgroup"的CPU使用率限制为50%，可以使用以下命令：
sudo cgset -r cpu.cfs_quota_us=50000 mygroup
将进程添加到cgroup
最后，使用cgexec命令可以将进程添加到指定的cgroup中。例如，要将进程PID为1234的进程添加到"cgroup"中，可以使用以下命令：
sudo cgexec -g cpu:mygroup ./my_program
通过上述方法，可以使用cgroups限制应用程序的CPU使用率。
5. 注意事项
在限制CPU使用率时，需要注意以下几点：
将CPU使用率限制设置得太低可能会导致应用程序无法正常运行，导致系统不稳定。
使用nice命令限制CPU使用率只能针对单个进程，无法限制整个应用程序的CPU使用率。
使用cgroups限制CPU使用率可以更精细地控制资源分配，但配置较为复杂。
在使用cgroups限制CPU使用率时，需要确保操作系统内核支持cgroups。
6. 结论
在本文中，我们介绍了在Linux系统下限制CPU使用率的方法。使用nice命令和cgroups可以限制特定应用程序或进程组的CPU使用率。通过合理设置CPU使用率限制，可以确保系统的稳定性和响应性。
然而，需要注意选择适当的CPU使用率限制，避免过低或过高的设置对系统性能产生负面影响。根据实际情况和需求，选择合适的CPU使用率限制方法，以优化系统资源的利用。