docker容器的参数如何指定配额

docker容器的参数如何指定配额

1. 内存

现在让我看下内存限制。

第一件事需要注意的是，默认一个容器可以使用主机上的所有内存。

如果你想为容器中的所有进程限制内存，使用docker run命令的 -m开关即可。你可以使用bytes值定义它的值或是添加后缀（k，m或g）。

1.1 示例：管理一个容器的内存分配

你可以像这样使用-m开关：

$ docker run -it --rm -m 128m fedora bash

为了显示限制的实际情况，我将使用我的stress镜像。考虑一下的运行：

$ docker run -it --rm -m 128m stress --vm  --vm-bytes 128M --vm-hang

stress: info: [] dispatching hogs:  cpu,  io,  vm,  hdd

stress工具将创建一个进程，并尝试分配128MB内存给它。它工作的很好，但是如果我们使用的比实际分配给容器的更多的内存会发生什么？

$ docker run -it --rm -m 128m stress --vm  --vm-bytes 200M --vm-hang

stress: info: [] dispatching hogs:  cpu,  io,  vm,  hdd

它照样正常工作，是不是很奇怪？是的，我同意。

memory.memsw.limit_in_bytes值是被设置成我们指定的内存参数的两倍，当我们启动一个容器的时候。memory.memsw.limit_in_bytes参数表达了什么？它是memory和swap的总和。这意味着Docker将分配给容器-m内存值以及-mswap值。

当前的Docker接口不允许我们指定（或者是完全禁用它）多少的swap应该被使用，所以我们现在需要一起使用它。

有了以上信息，我们可以再次运行我们的示例。这次我们尝试分配超过我们分配的两倍内存。它将使用所有的内存和所有的 swap，然后玩完了。

$ docker run -it --rm -m 128m stress --vm  --vm-bytes 260M --vm-hang

stress: info: [] dispatching hogs:  cpu,  io,  vm,  hdd

stress: FAIL: [] () <-- worker  got signal

stress: WARN: [] () now reaping child worker processes

stress: FAIL: [] () kill error: No such process

stress: FAIL: [] () failed run completed in 5s

如果你尝试再次分配比如 250MB（--vm-bytes 250M），它将会很好的工作。

警告：如果你不通过-m开关限制内存，swap也被不会被限制。（这在技术上是不正确的；这有限度, 但是它设置的值在我们当前运行的系统是不可达的。例如在我的笔记本上 16GB 的内存值是 18446744073709551615，这是 ~18.5 exabytes…）

不限制内存将导致一个容器可以很容易使得整个系统不稳定的问题。因此请记住要一直使用-m参数。（或者是使用MemoryLimit属性。）

你可以在/sys/fs/cgroup/memory/system.slice/docker-$FULL_CONTAINER_ID.scope/下面发现关于内存的所有信息，例如：

$ ls /sys/fs/cgroup/memory/system.slice/docker-48db72d492307799d8b3e37a48627af464d19895601f18a82702116b097e8396.scope/

cgroup.clone_children               memory.memsw.failcnt

cgroup.event_control                memory.memsw.limit_in_bytes

cgroup.procs                        memory.memsw.max_usage_in_bytes

memory.failcnt                      memory.memsw.usage_in_bytes

memory.force_empty                  memory.move_charge_at_immigrate

memory.kmem.failcnt                 memory.numa_stat

memory.kmem.limit_in_bytes          memory.oom_control

memory.kmem.max_usage_in_bytes      memory.pressure_level

memory.kmem.slabinfo                memory.soft_limit_in_bytes

memory.kmem.tcp.failcnt             memory.stat

memory.kmem.tcp.limit_in_bytes      memory.swappiness

memory.kmem.tcp.max_usage_in_bytes  memory.usage_in_bytes

memory.kmem.tcp.usage_in_bytes      memory.use_hierarchy

memory.kmem.usage_in_bytes          notify_on_release

memory.limit_in_bytes               tasks

memory.max_usage_in_bytes

2、CPU

2.1、Docker能够指定（通过运行命令的-c开关）给一个容器的可用的CPU分配值。这是一个相对权重，与实际的处理速度无关。事实上，没有办法说一个容器只可以获得1Ghz CPU。请记住。

每个新的容器默认的将有1024CPU配额，当我们单独讲它的时候，这个值并不意味着什么。但是如果我们启动两个容器并且两个都将使用 100%CPU，CPU时间将在这两个容器之间平均分割，因为它们两个都有同样的CPU配额（为了简单起见，假设没有任何其他进程在运行）。

如果我们设置容器的CPU配额是512，相对于另外一个容器，它将使用一半的CPU时间。但这不意味着它仅仅能使用一半的CPU时间。如果另外一个容器（1024配额的）是空闲的 - 我们的容器将被允许使用100%CPU。这是需要注意的另外一件事。

限制仅仅当它们应该被执行的时候才会强制执行。CGroups不限制进程预先使用（比如，不允许它们更快地运行即使它们有空余资源）。相反的，它提供了它尽可能提供的以及它仅仅在必需的时候限制（比如，当太多的进程同时大量地使用CPU）。

当然，这很难说清楚（我想说的是这不可能说清楚的）多少资源应该被分配给你的进程。这实际取决于其他进程的行为以及多少配额被分配给它们。

示例：管理一个容器的 CPU 分配

正如我在前面提到的，你可以使用-c开关来分配给运行在容器中的所有进程的配额值。

因为在我的机器上我有4核，我将使用4压测：

$ docker run -it --rm stress --cpu

stress: info: [] dispatching hogs:  cpu,  io,  vm,  hdd

如果你想以相同的方式启动两个容器，两个都将使用 50% 左右的 CPU。但是当我们修改其中一个容器的 shares 时，将发生什么？

$ docker run -it --rm -c  stress --cpu

stress: info: [] dispatching hogs:  cpu,  io,  vm,  hdd

正如你所看到的，CPU在两个容器之间是以这样的方式分割了，第一个容器使用了60%的CPU，另外一个使用了30%左右。这似乎是预期的结果。

注意：丢失的约10%CPU被GNOME、Chrome和我的音乐播放器使用了。

2.2、除了限制 CPU配额，我们可以做更多的事情：我们可以把容器的进程固定到特定的处理器（core）。为了做到这个，我们使用docker run命令的- -cpuset开关。

为了允许仅在第一个核上执行：

docker run -it --rm --cpuset= stress --cpu

为了允许仅在前两个核上执行：

docker run -it --rm --cpuset=, stress --cpu

你当然可以混合使用选项--cpuset与-c。

注意：Share enforcement仅仅发生在当进程运行在相同的核上的时候。这意味着如果你把一个容器固定在第一个核，而把另外一个容器固定在另外一个核，两个都将使用各自核的 100%，即使它们有不同的CPU配额设置（再次声明，我假设仅仅有两个容器运行在主机上）。

2.3 变更一个正在运行的容器的配额

有可能改变一个正在运行的容器的配额（当然或是任何其他进程）。你可以直接与cgroups文件系统交互，但是因为我们有systemds，我们可以通过它来为我们管理。

为了这个目的，我们将使用systemctl命令和set-property参数。使用docker run命令新的容器将有一个systemd scope，自动分配到其内的所有进程都将被执行。为了改变容器中所有进程的CPU配额，我们仅仅需要在scope内改变它，像这样：

$ sudo systemctl set-property docker-4be96b853089bc6044b29cb873cac460b429cfcbdd0e877c0868eb2a901dbf80.scope CPUShares=

注意：添加--runtime暂时地改变设置。否则，当主机重启后，这个设置会被记住。

把默认值从1024变更到512。你可以看到下面的结果。这一变化发生在记录中。请注意CPU使用率。在systemd-cgtop中100%意味着满额使用了一核，并且这是正确的，因为我绑定了两个容器在相同的核上。

注意：为了显示所有的属性，你可以使用systemctl show docker-4be96b853089bc6044b29cb873cac460b429cfcbdd0e877c0868eb2a901dbf80.scope命令。想要列出所有可用的属性，请查看man systemd.resource-control。

你可以在/sys/fs/cgroup/cpu/system.slice/下发现指定容器的关于CPU的所有信息。

需要记住的一些事项：

CPU配额仅仅是一个数字 - 与CPU速度无关
新容器默认有1024配额
在一台空闲主机上，低配额的容器仍可以使用100%的CPU
如果你想，你可以把容器固定到一个指定核

3、限制磁盘空间

正如我前面提到的，这是艰难的话题，默认你每个容器有10GB的空间，有时候它太大了，有时候不能满足我们所有的数据放在这里。不幸的是，为此我们什么都不能做。

我们能做的唯一的事情就是改变新容器的默认值，如果你认为一些其他的值（比如 5GB）更适合你的情况，你可以通过指定Docker daemon的 --storage-opt来实现，像这样：

docker -d --storage-opt dm.basesize=5G

4、限制写速率

让我测试没有执行限制的速率：

$ docker run -it --rm --name block-device-test fedora bash

bash-4.2# time $(dd if=/dev/zero of=testfile0 bs= count= && sync)

+ records in

+ records out

 bytes ( MB) copied, 0.202718 s,  MB/s

real  0m3.838s

user  0m0.018s

sys   0m0.213s

花费了 3.8秒来写入100MB数据，大概是26MB/s。让我们尝试限制一点磁盘的速率。

为了能调整容器可用的带宽，我们需要明确的知道容器挂载的文件系统在哪里。当你在容器里面执行mount命令的时候，你可以发现它，发现设备挂载在root文件系统：

$ mount

/dev/mapper/docker-:--d2115072c442b0453b3df3b16e8366ac9fd3defd4cecd182317a6f195dab3b88 on / type ext4 (rw,relatime,context="system_u:object_r:svirt_sandbox_file_t:s0:c447,c990",discard,stripe=,data=ordered)

proc on /proc type proc (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)

tmpfs on /dev type tmpfs (rw,nosuid,context="system_u:object_r:svirt_sandbox_file_t:s0:c447,c990",mode=)

[SNIP]

在我们的示例中是：/dev/mapper/docker-253:0-3408580-d2115072c442b0453b3df3b16e8366ac9fd3defd4cecd182317a6f195dab3b88

你也可以使用nsenter得到这个值，像这样：

$ sudo /usr/bin/nsenter --target $(docker inspect -f '{{ .State.Pid }}' $CONTAINER_ID) --mount --uts --ipc --net --pid mount | head -1 | awk '{ print $1 }'

/dev/mapper/docker-:--d2115072c442b0453b3df3b16e8366ac9fd3defd4cecd182317a6f195dab3b88

现在我们可以改变BlockIOWriteBandwidth属性的值，像这样：

$ sudo systemctl set-property --runtime docker-d2115072c442b0453b3df3b16e8366ac9fd3defd4cecd182317a6f195dab3b88.scope "BlockIOWriteBandwidth=/dev/mapper/docker-253:0-3408580-d2115072c442b0453b3df3b16e8366ac9fd3defd4cecd182317a6f195dab3b88 10M"

这应该把磁盘的速率限制在10MB/s，让我们再次运行dd：

bash-4.2# time $(dd if=/dev/zero of=testfile0 bs= count= && sync)

+ records in

+ records out

 bytes ( MB) copied, 0.229776 s,  MB/s

real  0m10.428s

user  0m0.012s

sys   0m0.276s

可以看到，它花费了10s来把100MB数据写入磁盘，因此这速率是 10MB/s。