Docker资源限制Cgroup

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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Docker-资源限制

1.Cgroup简介

_cgroups，是一个非常强大的linux内核工具，他不仅可以限制被namespace隔离起来的资源,

还可以为资源设置权重、计算使用量、操控进程启停等等。所以cgroups (Control groups) 实现了对资源的配额和度量。

cgroups有四大功能:

• 资源限制:可以对任务使用的资源总额进行限制；

• 先级分配:通过分配的cpu时间片数量以及磁盘I0带宽大小，实际上相当于控制了任务运行优先级；

• 资源统计:可以统计系统的资源使用量，如cpu时长， 内存用量等；

• 任务控制: cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作。

2.CPU资源限制

Linux通过CFS ( Completely Fair Scheduler， 完全公平调度器）来调度各个进程对CPU的使用。CFS默认的调度周期是100ms。
可以设置每个容器进程的调度周期，以及在这个周期内各个容器最多能使用多少CPU时间。
使用–cpu-period即可设置调度周期，使用–cpu-quota即可设置在每个周期内容器能使用的CPU时间。两者可以配合使用。

CFS周期的有效范围是1ms~1s， 对应的–cpu-period的数值范围是1000~1000000。
容器的CPU 配额必须不小于1ms，即–cpu-quota 的值必须>= 1000。

查看CPU使用率

查看默认值

[root@zbx-agent01 ~]# cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker
[root@zbx-agent01 docker]# cat cpu.cfs_period_us cpu.cfs_quota_us
100000
-1
#cfs_period_us表示一个cpu带宽，单位为微秒。系统总CPU带宽： cpu核心数 * cfs_period_us
#cfs_quota_us表示Cgroup可以使用的cpu的带宽，单位为微秒。cfs_quota_us为-1，表示使用的CPU不受cgroup限制。cfs_quota_us的最小值为1ms(1000)，最大值为1s。

测试CPU使用率

docker run -it --name test01 debian:latest

vi cpu.sh
#!/bin/bash
i=0
while true
do
	let i++
done

chmod +x cpu.sh 
./cpu.sh &
另一个终端使用top查看

设置CPU资源占用比（设置多个容器时才有效）

[root@zbx-agent01 docker]# docker rm -f `docker ps -a -q`
f349c2bece0d
e619b609448d
a4d35efaa9bf
cafbe0660514
22500512a0ba
7dc4c280b0fc
46188e2f028a
5fce3f28819e
12d35de6f836
08d9d0a77dab
0a14ae5189c1
edb1704cf372
9c4612185d64
2f80db9d227c
[root@zbx-agent01 docker]# docker run -itd --name test01 --cpu-shares 1024 centos:latest
Unable to find image 'centos:latest' locally
latest: Pulling from library/centos
a1d0c7532777: Pull complete 
Digest: sha256:a27fd8080b517143cbbbab9dfb7c8571c40d67d534bbdee55bd6c473f432b177
Status: Downloaded newer image for centos:latest
0929cc3ba6d952b977eeda4d8a4118715e015442c629de4d0018eac9dbdb8947
[root@zbx-agent01 docker]# docker run -itd --name test02 --cpu-shares 512 centos:latest
c371f718811a0ba6de50fa29aabeff3baf5f7050cf919649da451f3ba636c653
#分别进入容器，进行压力测试
docker exec -it test01/02 bash
yum install -y epel-release
yum install stress -y
stress -c 4					#产生四个进程，每个进程都反复不停的计算随机数的平方根

#查看容器的运行状态（动态更新）
docker stats 
CONTAINER ID   NAME      CPU %     MEM USAGE / LIMIT     MEM %     NET I/O          BLOCK I/O        PID

#########################################如果容器使用的是centos8可能无法使用yum安装，按下步骤恢复
cd /etc/yum.repos.d/
sed -i 's/mirrorlist/#mirrorlist/g' /etc/yum.repos.d/CentOS-*
sed -i 's|#baseurl=http://mirror.centos.org|baseurl=http://vault.centos.org|g' /etc/yum.repos.d/CentOS-*
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-vault-8.5.2111.repo

yum clean all
yum makecache

由上图可以看见两个容器之间的cpu使用比率接近于2：1
(cpu使用率超过100的原因：当单个处理器的使用率达到100%时。对于多个处理器，这个数字将超过100%，您需要乘以主机可用

的处理器数量，才能找到理论上限，由于该虚拟机我分配了两核心，所以理论使用上线为200%)

对内存使用进行限制

[root@zbx-agent01 docker]# docker run -itd --name test03 -m 512m centos:latest
[root@zbx-agent01 docker]# docker stats

对磁盘IO配额控制(blkio)的限制

[root@zbx-agent01 docker]# docker run -itd --name test04 --device-read-bps /dev/sda:1M centos:latest bash
95e690836d8d6ab58b0445cce1ca1b6d0e6069e5954ae46aa02aa5a3a52379b3

[root@zbx-agent01 docker]# docker exec -it test05 bash
[root@d42da1e99eaa /]# dd if=/dev/zero of=test.txt bs=2M count=5 oflag=direct
5+0 records in
5+0 records out
10485760 bytes (10 MB, 10 MiB) copied, 10.0024 s, 1.0 MB/s