今天在使用 Prometheus 时遇到了问题，报错 err=”list block dirs /prometheus/data/: open /prometheus/data/: too many open files”, 经查询发现，系统默认的普通用户系统最大打开文件数为 1024，Prometheus 数据太多导致该问题，将普通用户的这个限制适当的上调即可。

经过这个事情发现，对 limit 的掌握并不熟悉，特意搜索了 limit 的相关信息整理在这里，学习以及备忘。

环境说明：

1 2	CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) Linux hulk 3.10.0-693.el7.x86_64 #1 SMP Tue Aug 22 21:09:27 UTC 2017 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

ulimit 命令详解

Linux是有文件句柄限制的，而且Linux默认普通用户都是1024，root 用户没有限制，作为生产系统使用很容易就达到这个数量

操作系统各方面的资源都是非常紧缺的, ulimit 可以起到很大的作用，它是一种简单并且有效的实现资源限制的方式。

ulimit 用于限制 shell 启动进程所占用的资源，支持以下各种类型的限制：所创建的内核文件的大小、进程数据块的大小、Shell 进程创建文件的大小、内存锁住的大小、常驻内存集的大小、打开文件描述符的数量、分配堆栈的最大大小、CPU 时间、单个用户的最大线程数、Shell 进程所能使用的最大虚拟内存。同时，它支持硬资源和软资源的限制。

作为临时限制，ulimit 可以作用于通过使用其命令登录的 shell 会话，在会话终止时便结束限制，并不影响于其他 shell 会话。而对于长期的固定限制，ulimit 命令语句又可以被添加到由登录 shell 读取的文件中，作用于特定的 shell 用户。

参数说明

-a：显示目前资源限制的设定；
-c <core文件上限>：设定core文件的最大值，单位为区块；
-d <数据节区大小>：程序数据节区的最大值，单位为KB；
-f <文件大小>：shell所能建立的最大文件，单位为区块；
-H：设定资源的硬性限制，也就是管理员所设下的限制；
-m <内存大小>：指定可使用内存的上限，单位为KB；
-n <文件数目>：指定同一时间最多可开启的文件数；
-p <缓冲区大小>：指定管道缓冲区的大小，单位512字节；
-s <堆叠大小>：指定堆叠的上限，单位为KB；
-S：设定资源的弹性限制；
-t <CPU时间>：指定CPU使用时间的上限，单位为秒；
-u <程序数目>：用户最多可开启的程序数目；
-v <虚拟内存大小>：指定可使用的虚拟内存上限，单位为KB。

limit.conf 文件说明

limits.conf 文件是 Linux PAM（插入式认证模块，Pluggable Authentication Modules）中 pam_limits.so 的配置文件，pam_limits 模块对用户的会话进行资源限制。对系统访问资源有一定保护作用。

一个 shell 的初始limits就是由 pam_limits 设定的，用户登录后，pam_limits 会给用户的shell设定在 limits.conf 定义的值。

pam_limits模块对用户的会话进行资源限制，然后 /etc/pam.d/ 下的应用程序调用 pam_***.so 模块。
pam_limits 的设定值也是 per-process 的。
pam_limits 的设置是永久生效的。

limit.conf 文件的格式如下：

1	<domain> <type> <item> <value>

<domain> 可以是如下:

- user   可以是一个用户名
- @group 可以是一个组名，但是要加@ ，例如：@group
- *      通配符*来做所有用户的限制
- the wildcard %, can be also used with %group syntax, for maxlogin limit

<type> 只能是下列三个值之一:

    - soft  当前系统生效的设置值
    - hard  系统中所能设定的最大值
    - -     用 - 就表明同时设置了 soft 和 hard 的值。

soft 的限制不能比hard 限制高

<item> 可以是下列的选项之一:

- core           限制内核文件的大小(KB)               - limits the core file size (KB)
- data           最大数据大小(KB)                     - max data size (KB)
- fsize          最大文件大小(KB)                     - maximum filesize (KB)
- memlock        最大锁定内存地址空间(KB)             - max locked-in-memory address space (KB)
- nofile         打开文件的最大数目                   - max number of open file descriptors
- rss            最大持久设置大小(KB)                 - max resident set size (KB)
- stack          最大栈大小(KB)                       - max stack size (KB)
- cpu            以分钟为单位的最多 CPU 时间          - max CPU time (MIN)
- nproc          进程的最大数目                       - max number of processes
- as             地址空间限制(KB)                     - address space limit (KB)
- maxlogins      此用户允许登录的最大数目             - max number of logins for this user
- maxsyslogins   在系统上可以登录的最大数量           - max number of logins on the system
- priority       优先运行该用户的进程                 - the priority to run user process with
- locks          用户可以持有的文件锁的最大数量       - max number of file locks the user can hold
- sigpending     最大等待信号数                       - max number of pending signals
- msgqueue       POSIX消息队列使用的最大内存          - max memory used by POSIX message queues (bytes)
- nice           最大的优先级允许提高到值:[-20, 19]   - max nice priority allowed to raise to values: [-20, 19]
- rtprio         最大的实时优先级                     - max realtime priority

<value> 可以选择如下之一：

    - 0          最小值
    - x          范围内的整数
    - unlimited  不做限制

最大值不要超过系统限制的最大值。

查看当前 limit 限制

使用 ulimit -a 即可查看当前的 limit ，open files 对应的就是当前登陆用户的最大文件打开数量。（也可以用 ulimit -n 快速查看）

[root@hulk ~]# ulimit -a
core file size          (blocks, -c) 0
data seg size           (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority             (-e) 0
file size               (blocks, -f) unlimited
pending signals                 (-i) 31847
max locked memory       (kbytes, -l) 64
max memory size         (kbytes, -m) unlimited
open files                      (-n) 1024
pipe size            (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues     (bytes, -q) 819200
real-time priority              (-r) 0
stack size              (kbytes, -s) 8192
cpu time               (seconds, -t) unlimited
max user processes              (-u) 31847
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
file locks                      (-x) unlimited
[root@hulk ~]#

临时修改 limit 限制

很多时候为了检查问题，需要临时修改设置以确认问题的原因，或者不希望永久生效，那么可以使用如下命令进行快速设置

1	ulimit -n 4096

很多文章称 ulimit -n 只允许设置得越来越小，比如先执行了ulimit -n 1000，在执行ulimit -n 1001，就会报 “cannot modify limit: Operation not permitted” 错误。
这个其实也是不准确的说法。首先要搞清楚，任何用户都可以执行ulimit，但root用户和非root用户是非常不一样的。

非root用户只能越设置越小，不能越设置越大。
root 用户没有限制，可以随意增加或者缩小。

永久修改 limit 限制

上述的设置只能临时生效，如果想要永久生效，那么要换其他方法。
想要永久生效，有2种方法。

将上述命令写到登陆后默认加载的文件

该方法对应的操作是，如果需要
所有用户有效，将 ulimit -n 4096 添加到 /etc/profile 。所有用户登录后都会检查该文件，并加载其中的配置。
特定用户有效，将 ulimit -n 4096 添加到对应用户的 ~/.bash_profile 。用户登录后都会检查自己家目录下的 .bash* 文件，并加载其中的配置。

个人并不建议使用这种方式进行修改，原因是修改不好或者在某些未考虑周全的情况下，会导致用户无法登录系统，人为增加故障率

修改 limit.conf 配置文件

在 /etc/security/limits.conf 文件中按照文件的规则添加配置例如

设置 test 的最大打开数为8196

1	test - nofile 8196

如果对某一用户或者某中特定的场景有很多的 limit 设置，那么不建议直接修改 /etc/security/limits.conf 文件，这样管理起来成本太大。
这种情况下，可以在 /etc/security/limits.d/ 目录下新建 .conf 结尾的配置文件进行单独管理，pam_limits.so 在执行时也会一并加载。

在系统里，/etc/security/limits.d/ 目录下的文件会覆盖 /etc/security/limits.conf 的内容，所以如果在 limits.conf 文件里配置的内容不要和 limits.d 目录下的内容冲突，如果担心冲突，可以将配置都放在 limits.d 下进行管理。

覆盖的顺序是，

limits.d 目录下的会覆盖 limits.conf 文件。
limits.d 目录下按照英文字母顺序进行加载，后加载的覆盖前边加载的。
数字应该按照 01 、02、……09、10 这样的顺序进行排序。

修改系统总限制。

上边讲了很多种查看和修改的方法，一般情况下是够用了，那么现在来说说特殊情况。上边提过，最大文件打开数量最大不要超过系统的限制。

那么怎么查看呢？系统将这个数字存储在了 /proc/sys/fs/file-max 文件，直接查看就好。/proc/sys/fs/file-nr 文件里存储了整个系统目前使用的文件句柄数量。

[test@hulk ~]$ cat /proc/sys/fs/file-max
807968
[test@hulk ~]$ cat /proc/sys/fs/file-nr
1408	0	807968
[test@hulk ~]$

那么怎么修改这个值呢？有2个方法，一个是临时的，一个是永久的。

临时修改系统限制

1	echo 6553560 > /proc/sys/fs/file-max

永久修改系统限制

修改 /etc/sysctl.conf, 加入下列配置，由于修改了系统的内核参数，所以需要使用 sysctl -p 来使新的参数生效。

1	fs.file-max = 6553560

注意

数值设置根据实际情况进行设置，不要一味的增大，否则会导致系统故障无法运行；
网上说修改了 limit.conf 以后如果要生效，必须要确保 pam_limits.so 文件被加入到启动文件中。查看 /etc/pam.d/login 文件中有：session required /lib/security/pam_limits.so 。我在 CentOS 7 的系统里找了/etc/pam.d/login 文件，发现没有 pam_limits.so ，也可以正常生效;
修改系统最大值时或许可以参考本地磁盘或者存储的相关指标，不要“超标”；
limits.conf 和sysctl.conf区别在于limits.conf是针对用户，而sysctl.conf是针对整个系统参数配置。

参考链接

http://man.linuxde.net/ulimit
linux 系统文件 /etc/security/limits.conf
http://smilejay.com/2016/06/centos-7-systemd-conf-limits/

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