Docker管理控制相关资源

一台宿主机可以放多个容器，默认的情况下，Docker 没有对容器进行硬件资源的限制，当容器负载过高时会尽可能的占用宿主机资源，所以有时候我们需要对容器的资源使用设置一个上限，这里就需要管理 Docker 使用的资源。真正可以控制的只有内存和CPU。

查看宿主机资源使用情况

Docker 使用 cgroups 归类运行在容器中的进程，这就使得我们可以管理一组进程使用的资源。运行 systemd-cgls命令就可以查看 cgroups树：

├─ /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize

├─docker

│ ├─93d5ecbdf58ff840f737c41adff9d0f9506aac036a1fd2f0c3f31edf696ce7f1

│ │ ├─ mysqld

│ │ ├─ bash

│ │ └─ mysql -uroot -px xxxx

│ ├─b1f53779101af8778ba8e8dfd0946a84e8c69b3d8b0b35cd8753c46d966ffba5

│ │ ├─ mysqld

│ │ ├─ bash

│ │ └─ mysql -uroot -px xxxx

│ └─57aff029f6c65c6bbe0edcb3f9b61b4c3a6253bd1093d2dfc8ec318dd2cc4b9b

│   ├─ mysqld

│   ├─ bash

│   └─ mysql -uroot -px xxxx

......

使用 systemd-cgtop 命令可以看到使用最多资源的进程。

一、CPU

默认情况下，每一个容器可以使用宿主机上的所有 CPU 资源，但大多数系统使用的资源调度算法是CFS（完全公平调度器），它公平调度每一个工作进程。进程分CPU密集型和IO密集型两类。系统内核会实时监测系统进程，当某个进程占用 CPU 资源时间过长时，内核会调整该进程的优先级。

参数

参数名	作用
--cpu-share	cpu资源提供给一组容器使用，组内的容器按比例使用cpu资源，当容器处于空闲状态时，cpu资源被负载大的容器占用，（按压缩方式比例分配），当空闲进行运行起来时，cpu资源会被分配到其他容器
--cpus= value	指定 cpu的核心数量
--cpuset-cpus	指定容器只能运行在哪个cpu核心上（绑定cpu）；核心使用0,1,2,3编号；
–cpu-share	随机指定cpu

实例:

docker run -di --name=os --cpus= centos:latest bash

二、设置内存

默认情况下，docker 并没有对容器内存进行限制，也就是说容器可以使用主机提供的所有内存。这当然是非常危险的事情，如果某个容器运行了恶意的内存消耗软件，或者代码有内存泄露，很可能会导致主机内存耗尽，因此导致服务不可用。对于这种情况，docker 会设置 docker daemon 的 OOM（out of memory）值，使其在内存不足的时候被杀死的优先级降低。另外，就是你可以为每个容器设置内存使用的上限，一旦超过这个上限，容器会被杀死，而不是耗尽主机的内存。

限制内存上限虽然能保护主机，但是也可能会伤害到容器里的服务。如果为服务设置的内存上限太小，会导致服务还在正常工作的时候就被 OOM 杀死；如果设置的过大，会因为调度器算法浪费内存。因此，合理的做法包括：

为应用做内存压力测试，理解正常业务需求下使用的内存情况，然后才能进入生产环境使用
一定要限制容器的内存使用上限
尽量保证主机的资源充足，一旦通过监控发现资源不足，就进行扩容或者对容器进行迁移
如果可以（内存资源充足的情况），尽量不要使用 swap，swap 的使用会导致内存计算复杂，对调度器非常不友好

docker 限制容器内存使用量

在 docker 启动参数中，和内存限制有关的包括（参数的值一般是内存大小，也就是一个正数，后面跟着内存单位 b、k、m、g，分别对应 bytes、KB、MB、和 GB）：

参数	作用
`-m` 或 `--memory`	容器能使用的最大内存大小，最小值为 4m
--memory-swap	容器能够使用的 swap 大小
--memory-swappiness	默认情况下，主机可以把容器使用的匿名页（anonymous page）swap 出来，你可以设置一个 0-100 之间的值，代表允许 swap 出来的比例
--memory-reservation	设置一个内存使用的 soft limit，如果 docker 发现主机内存不足，会执行 OOM 操作。这个值必须小于 `--memory` 设置的值
--kernel-memory	容器能够使用的 kernel memory 大小，最小值为 4m。
--oom-kill-disable	是否运行 OOM 的时候杀死容器。只有设置了 `-m`，才可以把这个选项设置为 false，否则容器会耗尽主机内存，而且导致主机应用被杀死

关于 --memory-swap 的设置必须解释一下，--memory-swap 必须在 --memory 也配置的情况下才能有用。

如果 --memory-swap 的值大于 --memory，那么容器能使用的总内存（内存 + swap）为 --memory-swap 的值，能使用的 swap 值为 --memory-swap 减去 --memory 的值
如果 --memory-swap 为 0，或者和 --memory 的值相同，那么容器能使用两倍于内存的 swap 大小，如果 --memory 对应的值是 200M，那么容器可以使用 400M swap
如果 --memory-swap 的值为 -1，那么不限制 swap 的使用，也就是说主机有多少 swap，容器都可以使用

实例:

docker run -di --name=os -m=1g centos:latest bash

三、测试

1) 安装 Docker 容器

$ docker pull centos:latest

2) 运行容器并指定CPU 和内存

$ docker run -di --name=os --cpus=0.2 -m=512MB  centos:latest bash

3) 进入容器并安装压测工具

$ docker exec -it os bash

$ yum install wget gcc gcc-c++ make -y

$ yum install -y epel-release

$ yum install stress -y

4) 压测前观察 Docker 资源使用情况

$ docker stats

5) 压测CPU

stress --cpu  --timeout

增加2个 CPU 进程，处理 sqrt() 函数函数，以提高系统CPU负荷,测试600S

6) 观察 Docker 资源使用情况

$ docker stats

可以看到容器 CPU 基本上不能彪到 20%以上了。

7）压测内存

$ stress --vm  --vm-bytes 1g --timeout

新增1个 IO 进程，内存大小为 1G，发现进程直接被 kill 掉了