Python-利用resource限制资源使用

一、背景

当我们在运行python程序时，如果希望程序所需要的消耗系统资源不能超过一定的量时，例如CPU利用率不能超过N%。可以使用resource。??resource 模块用于测量和控制程序使用的系统资源的基本机制??。

安装：需注意在 win 和 mac环境，该模块可能存在问题，建议linux下使用。

pip install resource

官方文档：resource --- 资源使用信息 — Python 3.9.17 文档

二、resource 基本用法

2.1 资源限制

??resource.RLIM_INFINITY?? 无限资源的限制
??resource.getrlimit(resource)??? 当前资源软硬限制的元组??(soft, hard)??
??resource.setrlimit(resource, limits)?? 设置新的资源消耗限制 limits 两个整数的元组
??resource.prlimit(pid, resource[, limits])?? 如果 pid为0，则调用适用于当前进程；resource的limits与setrlimit()中的含义相同，limits可选；当没有给出限制时，该函数返回进程pid的资源限制；当给定限制时，设置进程的资源限制并返回以前的资源限制

setrlimit()将和结合getrlimit()在一个函数中，支持获取和设置任意进程的资源限制

import resource

# 进程可用存储区大小
soft, hard = resource.getrlimit(resource.RLIMIT_AS)
# 进程最大处理器时间
soft, hard = resource.getrlimit(resource.RLIMIT_CPU)

# 设置cpu最大处理时间
resource.setrlimit(resource.RLIMIT_CPU, (seconds, hard))
# 设置进程内存限制，程序运行到没有多余内存时会抛出 MemoryError 异常
resource.setrlimit(resource.RLIMIT_AS, (size, hard))

其他参数值：

resource.RLIMIT_AS 进程可用存储区大小
resource.RLIMIT_CPU 进程最大处理器时间超出限制SIGXCPU则会向进程发送信号
resource.RLIMIT_FSIZE 进程可创建文件的最大值
resource.RLIMIT_CORE core文件最大字节
resource.RLIMIT_DATA 进程堆的最大大小数据段最大长度
resource.RLIMIT_MEMLOCK 可锁定在内存中的最大地址空间使用mlock能否在存储器中锁定最长字节数
resource.RLIMIT_NOFILE 当前进程的最大打开文件数
resource.RLIMIT_NPROC 当前进程可创建的最大进程数
resource.RLIMIT_RSS 供给进程的最大驻存集的字节长度
resource.RLIMIT_STACK 当前进程调用栈的最大长度
resource.RLIMIT_OFILE -
resource.RLIMIT_VMEM 进程占用的最大映射内存区域
resource.RLIMIT_MSGQUEUE 分配给POSIX 消息队列的字节数
resource.RLIMIT_NICE 进程 nice 级别的上限
resource.RLIMIT_RTPRIO 实时优先级的上限
resource.RLIMIT_RTTIME 实时优先级的上限
resource.RLIMIT_SIGPENDING 进程可能排队的信号数
resource.RLIMIT_SBSIZE 用户使用的套接字缓冲区的最大大小
resource.RLIMIT_SWAP 该用户 ID 的所有进程保留或使用的交换空间的最大大小
resource.RLIMIT_NPTS 用户标识创建的伪终端的最大数量
resource.RLIMIT_KQUEUES 用户 ID 创建的最大 kqueue 数

2.2 资源使用

resource.getpagesize() 获取页面大小: 返回系统页面中的字节数
resource.getrusage(who) 由who参数指定的当前进程或其子进程消耗的资源

import resource

# 资源使用状况：请求调用进程消耗的资源，进程中所有线程使用的资源总和
sor = resource.getrusage(resource.RUSAGE_SELF)

# 已终止和等待的调用进程的子进程消耗的请求资源
sor = resource.getrusage(resource.RUSAGE_CHILDREN)

# 当前进程和子进程消耗的资源 并非在所有系统上都可用
sor = resource.getrusage(resource.RUSAGE_BOTH)

# 当前线程消耗的资源 可能并非在所有系统上都可用
sor = resource.getrusage(resource.RUSAGE_THREAD)

# 用户模式下的时间
print(sor.ru_utime)

其它参数如下：

ru_utime 用户模式下的时间
ru_stime 系统模式下的时间
ru_maxrss 最大驻留集大小
ru_ixrss 共享内存大小
ru_idrss 非共享堆栈大小
ru_isrss 非共享堆栈大小
ru_minflt 不需要 I/O 的页面错误
ru_majflt 需要 I/O 的页面错误
ru_nswap 换出数量
ru_inblock 块输入操作
ru_oublock 块输出操作
ru_msgsnd 已发送消息
ru_msgrcv 收到的消息
ru_nsignals 收到的信号
ru_nvcsw 自愿上下文切换
ru_nivcsw 非自愿上下文切换

三、限制进程的CPU处理时间和内存使用量

set_max_ runtime

函数通过调用 resource 模块中的 getrlimit 和 setrlimit 函数来限制 Python 进程的 CPU 时间。函数首先调用 getrlimit 函数获取当前 CPU 时间的软限制和硬限制，然后将软限制设置为指定的时间，将硬限制保持不变。最后，该函数调用 signal 模块中的 signal 函数，安装一个处理超时信号 SIGXCPU 的信号处理程序，该处理程序在超时时打印一条提示信息并引发 SystemExit 异常以终止脚本。

set_max_memory

函数同样使用 getrlimit 和 setrlimit 函数来限制 Python 进程的内存使用量。该函数首先调用 getrlimit 函数获取当前内存使用量的软限制和硬限制，然后将软限制设置为指定的大小，将硬限制保持不变。

import signal
import resource
import os

# 限制 CPU 时间
def time_exceeded(signo, frame):
    # 超时时打印提示信息并引发 SystemExit 异常，以终止脚本
    print("CPU exceeded...")
    raise SystemExit(1)

def set_max_runtime(seconds):
    # 获取当前 CPU 时间的软限制和硬限制
    soft, hard = resource.getrlimit(resource.RLIMIT_CPU)
    # 设置软限制为指定的时间，硬限制不变
    resource.setrlimit(resource.RLIMIT_CPU, (seconds, hard))
    # 安装一个信号处理程序来处理超时信号 SIGXCPU
    signal.signal(signal.SIGXCPU, time_exceeded)

# 限制内存使用量
def set_max_memory(size):
    # 获取当前内存使用量的软限制和硬限制
    soft, hard = resource.getrlimit(resource.RLIMIT_AS)
    # 设置软限制为指定的大小，硬限制不变
    resource.setrlimit(resource.RLIMIT_AS, (size, hard))

参考：

resource --- 资源使用信息 — Python 3.9.17 文档
python 之资源使用与控制 resource模块_python resource-CSDN博客
python 之资源使用与控制 resource模块_51CTO博客_python re模块
Python：利用resource限制对系统资源的使用_python resource install-CSDN博客???????