一、cpu資源控制

cgroups是一個(gè)非常強(qiáng)大的linux內(nèi)核工具，他不僅可以限制被namespace隔離起來的資源，還可以為資源設(shè)置權(quán)重、計(jì)算使用量，操控進(jìn)程啟停等等，所以cgroups（control groups）實(shí)現(xiàn)了對資源的配額和度量。

cgroups有四大功能

• 資源限制： 可以對任務(wù)使用的資源總額進(jìn)行限制
• 優(yōu)先級(jí)分配： 通過分配cpu時(shí)間片數(shù)量以及磁盤IO帶寬大小，實(shí)際上相當(dāng)于控制了任務(wù)運(yùn)行優(yōu)先級(jí)。
• 資源統(tǒng)計(jì)： 可以統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的資源使用量，如cpu時(shí)長，內(nèi)存用量等。
• 任務(wù)控制： cgroups可以對任務(wù)執(zhí)行掛起，恢復(fù)等操作。

1、 設(shè)置cpu使用率上限

linux通過CFS（completely fair scheduler，完全公平調(diào)度器）來調(diào)度各個(gè)進(jìn)程對cpu的使用

• 我們可以設(shè)置每個(gè)容器進(jìn)程的調(diào)度周期，以及在這個(gè)周期內(nèi)各個(gè)容器最多能使用多少cpu時(shí)間。
• 使用 --cpu-period 即可設(shè)置調(diào)度周期，默認(rèn)100ms，設(shè)置范圍為：1ms-1s，對應(yīng)的 --cpu-period的數(shù)值范圍是1000~1000000。
• 使用 --cpu-quota 即可設(shè)置在每個(gè)周期內(nèi)容器能使用cpu時(shí)間，默認(rèn)無限制，設(shè)置的要求不能小于1ms，也就是–cpu-quota的值必須>=1000.

查看周期限制和cpu配額限制

docker run -itd --name test5 centos:7 /bin/bash
#啟動(dòng)一個(gè)centos:7鏡像容器

docker ps -a
#查看是否啟動(dòng)成功，并查看pid號(hào)

cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/容器PID號(hào)
#進(jìn)入到該容器的限制目錄中

cat cpu.cfs_quota_us
#查看每個(gè)周期的cpu最大限制時(shí)間

cat cpu.cfs_period_us
#查看調(diào)度周期是多久

//cpu.cfg_period_us: cpu 分配的周期（微秒，所以文件名中用us表示），默認(rèn)為100000
//cpu.cfg_quota_us: 表示該cgroups限制占用的時(shí)間（微秒），默認(rèn)為-1，表示為不限制，如果設(shè)為50000，表示占用50000/100000=50%的cpu

進(jìn)行cpu壓力測試然后修改每個(gè)周期的使用cpu的時(shí)間，查看cpu使用率

docker run -itd --name test6 --cpu-quota 50000 centos:7 /bin/bash
#可以直接創(chuàng)建一個(gè)容器并設(shè)置每個(gè)周期cpu執(zhí)行的時(shí)間
或者
docker run -itd --name test7 centos:7 /bin/bash
cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/【容器pid】
echo 50000 > cpu.cfs_quota_us
#也可以先創(chuàng)建一個(gè)容器，然后進(jìn)入到文件中直接修改cpu執(zhí)行的實(shí)際的文件名稱

docker exec -it 【容器id】 /bin/bash
#進(jìn)入容器

vim /cpu.sh
#!bin/bash
i=0
while true
do
let i++
done
#創(chuàng)建死循環(huán)腳本，為了進(jìn)行cpu壓力測試

chmod +x /cpu.sh
./cpu.sh
#執(zhí)行腳本


top
#查看這個(gè)容器中腳本占的多少的cpu資源

2、設(shè)置cpu資源占用比（設(shè)置多個(gè)容器時(shí)才有效）

Docker通過–cpu-shares指定cpu份額，默認(rèn)為1024，值為1024的倍數(shù)。

• 在有多個(gè)容器競爭CPU時(shí)，我們可以設(shè)置每個(gè)容器能會(huì)用的CPU時(shí)間比例，這個(gè)比例叫做 共享權(quán)值。
• 共享式CPU資源，是按比例切分CPU資源，Docker默認(rèn)每個(gè)容器的權(quán)值為1024。如果不指定或?qū)⑵湓O(shè)置為0，都將使用默認(rèn)值。
• 通過-cpu-share并不是cpu資源的絕對數(shù)量，而是一個(gè)相對的權(quán)重值，某個(gè)容器最終能分配到的cpu資源取決于它的cpu share占所有容器 cpu share綜合的比例。換句話說，通過cpu share可以設(shè)置容器使用cpu的優(yōu)先級(jí)。

比如，當(dāng)前系統(tǒng)上一共運(yùn)行了兩個(gè)容器，第一個(gè)容器上權(quán)重是1024，第二個(gè)容器權(quán)重是512， 第二個(gè)容器啟動(dòng)之后沒有運(yùn)行任何進(jìn)程，自己身上的512都沒有用完，而第一臺(tái)容器的進(jìn)程有很多，這個(gè)時(shí)候它完全可以占用容器二的CPU空閑資源，這就是共享式CPU資源；如果容器二也跑了進(jìn)程，那么就會(huì)把自己的512給要回來，按照正常權(quán)重1024:512劃分，為自己的進(jìn)程提供CPU資源。如果容器二不用CPU資源，那容器一就能夠把容器二的CPU資源所占用，如果容器二也需要CPU資源，那么就按照比例劃分。那么第一個(gè)容器會(huì)從原來使用整個(gè)宿主機(jī)的CPU變?yōu)槭褂谜麄€(gè)宿主機(jī)的CPU的2/3；這就是CPU共享式，也證明了CPU為可壓縮性資源。

兩個(gè)容器設(shè)置比例然后壓測

docker run -itd --name c1 --cpu-shares 512 centos:7
docker run -itd --name c2 --cpu-shares 1024 centos:7
#創(chuàng)建兩個(gè)容器為c1和c2，若只有這兩個(gè)容器，設(shè)置容器的權(quán)重，使得c1和c2的cpu資源占比為1/3和2/3

分別進(jìn)入到c1和c2 容器中，進(jìn)行壓測

docker exec -it 【容器id】 /bin/bash
#進(jìn)入容器

yum -y install epel-release
#安裝epel源

yum -y insyall stress
#安裝cpu壓力測試工具

stress -c 4
#產(chǎn)生四個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程都反復(fù)不停的計(jì)算隨機(jī)數(shù)的平方根

查看容器磁盤占比

docker stats 
#查看容器運(yùn)行狀態(tài)（動(dòng)態(tài)更新）

3、設(shè)置容器綁定指定的CPU

–cpuset-cpus 是限制容器運(yùn)行在指定的cpu核心

• 運(yùn)行容器運(yùn)行在哪個(gè)CPU核心上，例如主機(jī)有4個(gè)核心，cpu核心標(biāo)識(shí)為0-3，我們一啟動(dòng)容器，只想讓這臺(tái)容器運(yùn)行在標(biāo)識(shí)0和3的兩個(gè)CPU核心上，可以使用cpuset來指定。

docker run -itd --name c3 --cpuset-cpus 1,3 centos:7 /bin/bash
#啟動(dòng)一個(gè)容器，讓它只使用內(nèi)核1和內(nèi)核3的資源

docker exec -it 【容器id】 /bin/bash
#進(jìn)入容器

yum -y install epel-release
yum -y install stress
stress -c 4
#下載壓力測試工具，并測試4個(gè)核

top查看cpu使用率

三、內(nèi)存資源控制

與操作系統(tǒng)類似，容器可以使用的內(nèi)存包括兩部分：物理內(nèi)存和Swap

Docker通過下面兩組參數(shù)來控制容器內(nèi)存的使用量

• -m 或 --memory ： 設(shè)置內(nèi)存的使用限額， 例如：100MB，2GB
• –memory-swap ： 設(shè)置內(nèi)存+swap 的使用限額 （這個(gè)必須要和–memory一起使用）

正常情況下，–memory-swap 的值包含容器可用內(nèi)存和可用swap。所以 -m 300m --memory-swap=1g 的含義為：容器可用使用300M的物理內(nèi)存，并且可以使用700M（1G-300）的swap。

• 如果–memory-swap 設(shè)置為0 或者不設(shè)置，則容器可以使用的swap大小為-m值的兩倍。
• 如果 --memory-swap 的值和-m 值相同，則容器不能使用swap
• 如果 --memory-swap值為-1。它表示容器程序使用的內(nèi)存受限，而可以使用的swap空間不受限制（宿主機(jī)有多少swap空間該容器就可以使用多少）

docker run -itd --name m1 -m 200m --memory-swap=300M centos:7 /bin/bash
#允許該容器使用物理內(nèi)存200M，swap空間為100m

docker stats
#查看容器使用資源情況

四、磁盤IO配額控制

Block IO 是另一種可以限制容器使用的資源，Block IO 指的是磁盤的讀寫，docker可通過設(shè)置權(quán)重，限制bps和iops的方式控制容器讀寫磁盤的帶寬。

1、限制Block IO

默認(rèn)情況下，所有容器能平等地讀寫磁盤，可以通過設(shè)置 --blkio-weight 參數(shù)來改變?nèi)萜鱞liock IO 的優(yōu)先級(jí)。–blkio-weight 與 --cpu-share類似，設(shè)置的是相對權(quán)重值，默認(rèn)為500。

docker run -it --name b1 --blkio-weight 600 /bin/bash
docker run -it --name b2 --blkio-weight 300 /bin/bash
#上面兩條中，b1容器讀寫磁盤的帶寬是b2容器的兩倍

2、限制bps和iops進(jìn)行限制

bps 是 byte per second ，表示每秒讀寫的數(shù)據(jù)量。

iops 是 io per second ，表示每秒的輸入輸出量（或讀寫次數(shù)）

可以通過以下參數(shù)控制容器的bps和iops

• –device-read-bps，限制讀某個(gè)設(shè)備的bps（數(shù)據(jù)量）
• –device-write-bps，限制寫某個(gè)設(shè)備的bps（數(shù)據(jù)量）
• –device-read-iops，限制讀某個(gè)設(shè)備的iops（次數(shù)）
• –device-write-iops，限制寫某個(gè)設(shè)備的iops（次數(shù)）

對寫bps進(jìn)行限制的測試

docker run -it --name b1 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash
#創(chuàng)建容器，限制寫的數(shù)數(shù)據(jù)量為1mb/s
dd if=/dec/zero of=test.out bs=1M count=10 oflag=direct
#測試是否是寫入的1MB/S

清理docker占用的磁盤空間

docker system prune -a
#可以用于清理磁盤，刪除關(guān)閉的容器、無用的數(shù)據(jù)卷和網(wǎng)絡(luò)

到此這篇關(guān)于docker cgroups資源限制的文章就介紹到這了,更多相關(guān)docker資源限制內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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