【云原生Docker篇】Docker Cgroups资源控制管理

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一、cgroups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。
  • 优先级分配:通过分配的cpu时间片数量以及磁盘IO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。

二、cpu时间片的概念

时间片即CPU分配给各个程序的时间,每个线程被分配一个时间段,称作它的时间片,即该进程允许运行的时间,使各个程序从表面上看是同时进行的。如果在时间片结束时进程还在运行,则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束,则CPU当即进行切换。而不会造成CPU资源浪费。

在宏观上:我们可以同时打开多个应用程序,每个程序并行不悖,同时运行。但在微观上:由于只有一个CPU,一次只能处理程序要求的一部分,如何处理公平,一种方法就是引入时间片,每个程序轮流执行。

三、对CPU使用的限制

3.1 设置CPU使用率上限

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

我们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 (单位微秒)。

而容器的CPU配额必须不小于1ms,即 --cpu-quota 的值必须 >= 1000。

(1)查看容器的默认CPU使用限制

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(2)进行压力测试

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3)创建容器时设置CPU使用时间限制

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总结

1.对cpu的限制参数

 docker run -cpu-period     #设置调度周期时间1000~1000000
            -cpu-quota      #设置容器进程的CPU占用时间,要与调度周期时间成比例
            --cpu-shares    #设置多个容器之间的CPU资源占用比
            --cpuset-cpus   #绑核(第一个CPU编号从0开始)
复制代码

2.对内存的限制

 -m 物理内存 [--memory-swap=总值]
复制代码

3.对磁盘IO的限制

 --device-read-bps 设备文件:1mb/1M     #限制读速度
 --device-write-bps 设备文件:1mb/1M    #限制写速度
 --device-read-iops                   #限制读次数
 --device-write-iops                  #限制写次数
 ​
 docker system prune -a    #清理磁盘,删除关闭的容器、无用的数据卷和网络。