Docker通过Cgroup 来控制容器使用的资源配额,包括CPU、内存、磁盘三大方面,基本覆盖了常见的资源配额和使用量控制。
Cgroup是Control Groups的缩写,是Linux 内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源(如CPU、内存、磁盘lO等等)的机制,被LXC、docker等很多项目用于实现进程资源控制。Cgroup本身是提供将进程进行分组化曾理的功能和接口的基础结构。I/O或内存的分配控制等具体的资潭管理是通过垓功能来实现的这些具体的资源管理功能称为Cgroup子系统,有以下几大子系统实现:
[root@localhost ~]#mkdir /opt/stress
[root@localhost ~]#cd /opt/stress/
[root@localhost stress]#vim Dockerfile
FROM centos:7
MAINTAINER zzz
RUN yum install -y wget
RUN wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
RUN yum install -y stress
docker build -t centos:stress .
使用如下命令创建容器,命令中的-cpu-shares参数值不能保证可以获得1个cpu或者多少GHz的CPU资源,它仅是一个弹性的加权值。
docker run -itd --cpu-shares 100 centos:stress
docker ps -a
默认情况下,每个Docker容器的CPU份额都是1024。 单独一个容器的份额是没有意义的。只有在同时运行多个容器时,容器的CPU加权的效果才能体现出来。
例如,两个容器A. B的CPU份额分别为1000和500, 在CPU进行时间片分配的时候,容器A比容器B多一倍的机会获得CPU的时间片。
但分配的结果取决于当时主机和其他容器的运行状态,实际上也无法保证容器A一定能获得CPU时间片。比如容器A的进程一 直是空闲的,那么容器B是可以获取比容器A更多的CPU时间片的。极端情况下,例如主机上只运行了一个容器,即使它的CPU份额只有50, 它也可以独占整个主机的CPU资源。
//开两个容器,都让它们产生10个子函数进程,进入容器,top命令对比cpu使用百分比
[root@localhost stress]#docker run -itd --name cpu512 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 10
[root@localhost stress]#docker exec -it 653af3e01601 bash
[root@4b80a3d4c84e /]# top
//再创建容器
[root@localhost stress]#docker run -itd --name cpu1024 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 10
[root@localhost stress]#docker exec -it e90958c70de0 bash
[root@5fdb1a357500 /]# top
创建两个容器如上图,可以看出cpu占有量1024权重大约是512的两倍
Docker提供了–cpu-period、 --cpu-quota两个参数控制容器可以分配到的CPU时钟周期。
–cpu-period 是用来指定容器对CPU的使用要在多长时间内做一 次重新分配。
–cpu-quota是用来指定在这个周期内,最多可以有多少时间用来跑这个容器。
与–cpu-stress不同的是,这种配置是指一个绝对值,容器对CPU资源的使用绝对不会超过配置的值。
cpu-period和cpu-quota的单位为微秒(μs)。cpu-period的最小值为1000微秒,最大值为1秒(10^6μs) ,默认值为0.1秒(100000μs) 。
cpu-quota的值默认为-1, 表示不做控制。cpu-period和cpu-quota参数一般联合使用。
例如:容器进程需要每1秒使用单个CPU的0.2秒时间,可以将cpu-period设置为1000000 (即1秒),cpu-quota设置为200000 (0.2秒)。
当然,在多核情况下,如果允许容器进程完全占用两个CPU,则可以将cpu-period设置为100000 (即0.1秒),cpu-quota设置为200000 (0.2秒)。
[root@localhost ~]#docker run -itd --cpu-period 100000 --cpu-quota 200000 centos:stress
[root@localhost ~]#docker exec -it 51b6d14809d5 bash
[root@51b6d14809d5 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_period_us
100000
[root@51b6d14809d5 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us
200000
对多核CPU的服务器,Docker还可以控制容器运行哪些CPU内核,即使用–cpuset-cpus参数,这对具有多CPU的服务器尤其有用,可以对需要高性能计算的容器进行性能最优的配置。
执行以上命令需要宿主机为双核,表示创建的容器只能用0和1两个内核,进入容器后可以用以下命令进行检测
[root@localhost stress]#docker run -itd --name cpu1 --cpuset-cpus 0-1 centos:stress
[root@localhost stress]#docker exec -it 6b495526c5c2 bash
[root@6b495526c5c2 /]# cat /sys/fs/cgroup/cpuset/cpuset.cpus
[root@localhost ~]#docker exec 6b495526c5c2 taskset -c -p 1
通过cpuset-cpus参数指定容器A使用CPU内核0,容器B只是用CPU内核1
在主机上只有这两个容器使用对应CPU内核的情况,它们各自占用全部的内核资源,cpu-shares 没有明显效果。
cpuset-cpus. cpuset-mems 参数只在多核、多内存节点上的服务器上有效,并且必须与实际的物理配置匹配,否则也无法达到资源控制的目的。
在系统具有多个CPU内核的情况下,需要通过cpuset-cpus参数为设置容器CPU内核才能方便地进行测试。
docker stop `docker ps -qa`
docker run -itd --name cpu3 --cpuset-cpus 0 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 1
docker run -itd --name cpu4 --cpuset-cpus 2 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 1
与操作系统类似,容器可使用的内存包括两部分:物理内存和Swap.
Docker通过下面两组参数来控制容器内存的使用量。
-m或–memory: 设置(物理)内存的使用限额,例如100M、 1024M.
–memory-swap: 设置内存+ swap的使用限额。
执行如下命令允许该容器最多使用200M的内存和300M的swap。
[root@localhost stress]#docker run -it -m 200M --memory-swap=300M progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 280M
--vm 1:启动一个内存工作线程
--vm-bytes 280M:每个线程分配280M内存
默认情况下,容器可以使用主机上的所有空闲内存。
与CPU的cgroups配置类似,Docker 会自动为容器在目录/sys/fs/cgroup/memory/docker/<容器的完整长ID>中创建相应cgroup配置文件
如果让工作线程分配的内存超过300M,分配的内存超过限额,stress 线程报错,容器退出。
[root@localhost stress]#docker run -it -m 200M --memory-swap=300M progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 300M
默认情况下,所有容器能平等地读写磁盘,可以通过设置–blkio-weight参数来改变容器block 10的优先级。
–blkio-weight与–cpu-shares类似,设置的是相对权重值,默认为500。
在下面的例子中,容器A读写磁盘的带宽是容器B的两倍。
[root@localhost stress]#docker run -it --name container_A --blkio-weight 600 centos:stress
[root@960943ee8039 /]# cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.weight
600
[root@localhost stress]#docker run -it --name container_B --blkio-weight 300 centos:stress
[root@2c9b13a566c4 /]# cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.weight
300
bps是byte per second,每秒读写的数据量。
iops是io per second,每秒10的次数。
可通过以下参数控制容器的bps和iops:
–device-read-bps, 限制读某个设备的bps。
–device-write-bps, 限制写某个设备的bps.
–device-read-iops, 限制读某个设备的iops.
–device-write-iops, 限制写某个设备的iops。
下面的示例是限制容器写/dev/sda的速率为5 MB/s。
[root@localhost docker]# docker run -it --device-write-bps /dev/sda:5MB stress:centos
[root@96a5d7c68b96 /]# dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=1024 oflag=direct
//可以按ctrl+ c中断查看
docker run -it centos:stress
dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=1024 oflag=direct