Docker容器生产实践1——永远设置容器内存限制

背景

在默认情况下，docker容器并不会对容器内部进程使用的内存大小进行任何限制。对于PaaS系统而言，或者对于直接使用docker的用户而言，这非常危险。如果哪个业务容器，出现了内存泄漏；那么它可能会危害到整个主机系统，导致业务app容器所在的主机出现oom。本文将介绍着眼于docker对内存资源的使用，解释背后的原理。同时也给出k8s上如何配置内存限制的方法。

docker run、create时刻对容器使用内存大小进行限制

-m硬限制容器使用的内存

通过下面参数可以为容器设置一个内存使用量硬大小，当超出这个大小时刻，linux系统会根据配置设置决定是否进入oom-killer状态。
docker run --name zxy-docker -m 1g -it busybox bash
单位为：b，k，m和g
如果设置了-m参数，通常情况下如果容器使用内存量超过了设置的硬水线，那么linux的oom-killer触发，它将根据oom-score对容器内部进程进行oom kill。但是不影响宿主机上其他进程。

--oom-kill-disable

这个参数设置一定需要在容器run或者create过程中使用了-m参数才可以设置。设置了-m参数，如果容器使用内存超限了，那么oom-kill将触发。如果设置了--oom-kill-disable，那么容器不会oom，但是此时容器内部申请内存的进程将hang，直到他们可以申请到内存(容器内其他进程释放了内存)。
绝对不要在没有使用-m的时候设置--oom-kill-disable 因为这会影响到宿主机的oom-killer

背后的原理

docker 设置容器的-m是通过设置memory cgoup的memory.limit_in_bytes实现的。在没有设置-m的时候这个值为-1，表示容器使用的内存不受限制。
例如：
`bash>docker run --name zxy-memorylimit -it -m 1g docker-build:12.06 bash
bash>docker inspect zxy-memorylimit|grep -i pid
“Pid”：24360

bash>cat /proc/24360/cgroup|grep memory
9：memory：/docker/xxxxx
bash>cd /sys/fs/cgroups/memory/docker/xxxx
bash> cat memory.limit_in_bytes
1073741824`

--oom-kill-disable参数实际设置的就是这是了同级目录之下的memory.oom_control,设置此参数就相当于做了如下动作
bash> echo 1 >memory.oom_control
对linux memory cgroup感兴趣的朋友可以参考：
https://segmentfault.com/a/1190000008125359 一文

--memory-reservation 软限制容器使用的内存

在上一节中，我们介绍了-m硬限制容器使用的内存资源。一旦设置了这个-m参数，那么容器内进程使用量超过这个数值，就会被杀或者hang住。docker还提供了一种soft limit就是--memory-reservation，单位和-m一致。当设置了这个参数以后，如果宿主机系统内存不足，有新的内存请求时刻，那么linux会尝试从设置了此参数的容器里回收内存，回收的办法就是swap了。那么如果此容器还在继续使用内存，那么此容器会遇到很大的性能下降。
通常实践是设置--memory-reservevation 的值小于-m的值。

背后的原理

和-m参数一致，此参数docker也是借助于memory cgroup的memory.soft_limit_in_bytes 实现。

其他内存资源参数

• --memory-swap
  配置容器可以设置的swap大小。此值为-m值加上能达到的swap区大小，例如--memory-swap = 500M
  -m =300M，意味着真正的swap大小可以的到200M。默认情况下容器可以得到最大swap大小为-m参数设置的两倍，此参数设置为0，为无效参数。如果--m和--memory-swap相等，相当于关闭容器的swap。值-1表示swap大小为不限
• --memory-swappiness
  配置容器的swappiness属性，从0到100。0表示无论何种情况下都不要启动swap，100表示只要有可能就启动swap。
  此参数和系统的
  /proc/sys/vm/swappiness
  含义一致，不过它设置的容器所在memory cgroup的swappiness。
  默认情况下容器的此值继承自主机侧的swappiness配置。对于centos系统和ubuntu系统，内存充裕可以设置为10.
  swappiness设置的是匿名页（anonymous page，也就是malloc和mmap以map_anonymous方式申请的内存）是否愿意交换出去

docker做了什么

docker做的工作实际上是由runc完成的，docker 创建的hostconfig.json文件（也就是oci接口文件）中，有如下字段描述-m，--memory-reservation等内存资源限制参数：
memory MemoryReservation MemorySwap MemorySwappiness

docker生产实践

• 永远需要设置-m
• 不要轻易设置--oom-kill-disable，memory-swappiness，memory-swap和memory-reservation，因为一半情况下，你不太容易理解它们真正如何作用于系统。

k8s如何使用docker限制内存的参数

下文节选自https://mp.weixin.qq.com/s/j2FfqUHSRTzczNcfPuwRQw

K8s资源限制是通过每个容器containerSpec的resources字段进行设置的，它是v1版本的ResourceRequirements类型的API对象。每个指定了"limits"和"requests"的对象都可以控制对应的资源。目前只有CPU和内存两种资源。大多数情况下，deployment、statefulset、daemonset的定义里都包含了podSpec和多个containerSpec。这里有个完整的v1资源对象的yaml格式配置：
`resources:
requests:
cpu: 50m
memory: 50Mi
limits:
cpu: 100m
memory: 100Mi

`

其中limits节限制memory设置的就是docker 容器的-m，而且k8s仅仅使用了-m参数其他参数都没有使用。