Docker与Cgroup资源限制结合内幕深入剖析-Docker商业环境实战

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1 Linux Cgroup(新瓶装旧酒)

  • Linux Cgroup最主要的作用是为一个进程组设置资源使用的上限,这些资源包括CPU、内存、磁盘、网络等。在linux中,Cgroup给用户提供的操作接口是文件系统,其以文件和目录的方式组织在/sys/fs/cgroup路径下。
  • Cgroup的资源限制是通过目录进行控制的,比如:在/sys/fs/cgroup/cpu目录下面创建hello文件夹,将会自动生成一堆默认cpu限制文件。

2 Docker容器与Cgroup结合

  • 初始化场景下:Docker容器没有启动。
  • 因为Docker容器没有运行,/sys/fs/cgroup/cpu/docker目录下面没有对应资源限制,如下所示:
  • 因为Docker容器没有运行,/sys/fs/cgroup/memory/docker目录下面没有对应资源限制,如下所示:
  • 启动运行时容器时,在/sys/fs/cgroup/cpu/docker目录下面创建d65aa14f8c929631f83c267b5575b07771b148e2f200ba1756236104169ce917目录
docker run -itd --rm --cpu-shares 512 progrium/stress --cpu 1  --timeout 1000s
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  • 如下就是启动运行时容器时对应的场景

3 Docker容器基于Cgroup进行压测

3.1 CPU份额测试

  • 运行3个容器,指定容器的–cpu-share的值分别为512、512、1024,这3个容器使用CPU的时间比例为1:1:2,使用ctop或者top查看CPU利用率,理想的情况下,CPU占用接近25%、25%、50%
docker run -itd --rm --cpu-shares 512 progrium/stress --cpu 1  --timeout 1000s
docker run -itd --rm --cpu-shares 512 progrium/stress --cpu 1  --timeout 100s
docker run -itd --rm --cpu-shares 1024 progrium/stress --cpu 1  --timeout 100s
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  • 启动三个Docker容器进程
  • 查看CPU占比为1:1:2
  • 查看/sys/fs/cgroup/cpu/docker目录下对应三个目录,分别是:4ba04effda39be626d3bd1945b90a43e4ff99471a3296e05616c58a1c11ba873,d65aa14f8c929631f83c267b5575b07771b148e2f200ba1756236104169ce917,fe2f33bad9d15e42b7b2941528394e256ea7e119f3f5a563029c032a30519e5e
  • 查看cpu.shares限制文件对应的值512:512:1024

3.1 Memory份额测试

  • 运行2个stress容器,测试内存的占用,每个容器产生4个线程,第一个容器每个线程消耗128MB内存,第二个容器的4个线程每个消耗256MB内存:
docker stop $(docker ps -q) & docker rm $(docker ps -aq)

docker run --rm -it progrium/stress --cpu 2 --io 1 --vm 2 --vm-bytes 128M --timeout 60s
docker run -itd --rm  progrium/stress --vm 4 --vm-bytes 128M  --timeout 100s
docker run -itd --rm  progrium/stress --vm 4 --vm-bytes 256M  --timeout 100s

[root@worker3 local]# docker run -itd --rm  progrium/stress --vm 4 --vm-bytes 128M  --timeout 100s
888b0a8b4afdd92e241d0446c63d940cb486559f86263a070577a3860e0f5356
[root@worker3 local]# docker run -itd --rm  progrium/stress --vm 4 --vm-bytes 256M  --timeout 100s
25cc7585895d2e5f9fee4a1723d5cc09464c426c9213854ce56e1d6bb3c1256d

top - 23:31:52 up  2:23,  3 users,  load average: 5.95, 3.93, 2.45
Tasks: 113 total,   9 running, 104 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s): 10.7 us, 89.3 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  1872956 total,   853736 free,   821600 used,   197620 buff/cache
KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.   848116 avail Mem 

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                                                                                 
30972 root      20   0  138380  75868    256 R 12.3  4.1   0:01.57 stress                                                                                                  
30975 root      20   0  138380  21092    256 R 12.3  1.1   0:01.57 stress                                                                                                  
31022 root      20   0  269452 158148    256 R 12.3  8.4   0:01.54 stress                                                                                                  
31023 root      20   0  269452 133648    256 R 12.3  7.1   0:01.54 stress                                                                                                  
31025 root      20   0  269452 135696    256 R 12.3  7.2   0:01.54 stress                                                                                                  
30973 root      20   0  138380  71772    256 R 12.0  3.8   0:01.57 stress                                                                                                  
30974 root      20   0  138380  28556    256 R 12.0  1.5   0:01.57 stress                                                                                                  
31024 root      20   0  269452  31076    256 R 12.0  1.7   0:01.54 stress  


[root@worker3 docker]# ls
16a19075bbc6f7525bbcef670fcf920223d6a54396bad4393110fdf9c6afd57c  memory.kmem.max_usage_in_bytes      memory.memsw.failcnt             memory.stat
cgroup.clone_children                                             memory.kmem.slabinfo                memory.memsw.limit_in_bytes      memory.swappiness
cgroup.event_control                                              memory.kmem.tcp.failcnt             memory.memsw.max_usage_in_bytes  memory.usage_in_bytes
cgroup.procs                                                      memory.kmem.tcp.limit_in_bytes      memory.memsw.usage_in_bytes      memory.use_hierarchy
ecb8d7dac939ff1c45713928a406721f078fdce87965c04f63291b8ef4172717  memory.kmem.tcp.max_usage_in_bytes  memory.move_charge_at_immigrate  notify_on_release
memory.failcnt                                                    memory.kmem.tcp.usage_in_bytes      memory.numa_stat                 tasks
memory.force_empty                                                memory.kmem.usage_in_bytes          memory.oom_control
memory.kmem.failcnt                                               memory.limit_in_bytes               memory.pressure_level
memory.kmem.limit_in_bytes                                        memory.max_usage_in_bytes           memory.soft_limit_in_bytes


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