Docker cpu限制分析
- 步履不停原創
- 2019-07-02 16:49:032530瀏覽
本文測試了，docker容器限制cpu資源使用的幾個設定參數。分別使用top和dstat指令分析了資源佔有情況。
package main
import (
"flag"
"runtime"
"fmt"
)
func main() {
cpunum := flag.Int("cpunum", 0, "cpunum")
flag.Parse()
fmt.Println("cpunum:", *cpunum)
runtime.GOMAXPROCS(*cpunum)
for i := 0; i < *cpunum - 1; i++ {
go func() {
for {
}
}()
}
for {
}
}
製作了一個測試cpu佔用的映像，映像預設佔滿1個核心
FROM busybox COPY ./full_cpu /full_cpu RUN chmod +x /full_cpu ENTRYPOINT ["/full_cpu", "-cpunum"] CMD ["1"] docker build -t fangfenghua/cpuuseset . docker push fangfenghua/cpuuseset docker info ... Default Runtime: runc Security Options: seccomp Kernel Version: 3.10.0-229.el7.x86_64 Operating System: CentOS Linux 7 (Core) OSType: linux Architecture: x86_64 CPUs: 4 Total Memory: 993.3 MiB Name: localhost.localdomain ID: TU6M:E6WM:PZDN:ULJX:EWKS: ...
docker run -it --rm=true fangfenghua/cpuuseset [root@localhost src]# top top - 07:23:52 up 1:23, 2 users, load average: 0.61, 1.12, 1.04 Tasks: 154 total, 3 running, 145 sleeping, 6 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 18.0 us, 0.1 sy, 0.0 ni, 81.8 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.1 si, 0.0 st KiB Mem : 1017144 total, 422120 free, 171676 used, 423348 buff/cache KiB Swap: 1040380 total, 1040284 free, 96 used. 688188 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 20196 root 20 0 3048 720 460 R 101.7 0.1 0:37.56 full_cpu 1 root 20 0 41536 4028 2380 S 0.0 0.4 0:02.60 systemd 2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.04 kthreadd 3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.48 ksoftirqd/0 5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H 7 root rt 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.69 migration/0 docker run -it --rm=true fangfenghua/cpuuseset 4 top - 07:27:17 up 1:27, 2 users, load average: 2.41, 1.47, 1.18 Tasks: 159 total, 3 running, 145 sleeping, 11 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 99.6 us, 0.2 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.3 si, 0.0 st KiB Mem : 1017144 total, 402508 free, 190908 used, 423728 buff/cache KiB Swap: 1040380 total, 1040284 free, 96 used. 668608 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 20935 root 20 0 3048 720 452 R 400.0 0.1 0:55.80 full_cpu 1 root 20 0 41620 4088 2380 S 0.0 0.4 0:02.88 systemd 2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.04 kthreadd
在linux 系統上，可以用來限制docker容器資源佔用的參數有：
--cpu-period int Limit CPU CFS (Completely Fair Scheduler) period --cpu-quota int Limit CPU CFS (Completely Fair Scheduler) quota -c, --cpu-shares int CPU shares (relative weight) --cpuset-cpus string CPUs in which to allow execution (0-3, 0,1)
docker提供了–cpu-period、–cpu-quota兩個參數控制容器可以分配到的CPU時鐘週期。 –cpu-period是用來指定容器對CPU的使用要在多長時間內做一次重新分配，而–cpu-quota是用來指定在這個週期內，最多可以有多少時間用來跑這個容器。跟–cpu-shares不同的是這種配置是指定一個絕對值，而且沒有彈性在裡面，容器對CPU資源的使用絕對不會超過配置的值。
cpu-period和cpu-quota的單位為微秒（μs）。 cpu-period的最小值為1000微秒，最大值為1秒（10^6 μs），預設值為0.1秒（100000 μs）。 cpu-quota的值預設為-1，表示不做控制。
舉個例子，如果容器進程需要每1秒使用單一CPU的0.2秒時間，可以將cpu-period設定為1000000（即1秒），cpu-quota設定為200000（0.2秒）。當然，在多核心情況下，如果允許容器進程需要完全佔用兩個CPU，則可以將cpu-period設定為100000（即0.1秒），cpu-quota設定為200000（0.2秒）。
使用本文製作的容器鏡像來測試，cpu-period和cpu-quota兩個參數吧。
在本文所使用的4核心系統中，如果希望cpuusetest佔滿兩個核心，在如何設定呢？從上文的分析可以看到，如果將cpu-period設定為100000，那麼期望佔滿4個核心，則需要將cpu-quota設定為4＊100000，期望佔滿一個核心則可設定為2＊ 100000。下面就測試一下：
docker run --name cpuuse -d --cpu-period=100000 --cpu-quota=200000 fangfenghua/cpuusetest 4 top - 07:46:31 up 1:46, 2 users, load average: 0.16, 0.21, 0.51 Tasks: 168 total, 2 running, 142 sleeping, 24 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 47.8 us, 0.1 sy, 0.0 ni, 51.9 id, 0.1 wa, 0.0 hi, 0.1 si, 0.0 st KiB Mem : 1017144 total, 364724 free, 227816 used, 424604 buff/cache KiB Swap: 1040380 total, 1040284 free, 96 used. 631052 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 21766 root 20 0 3048 724 464 R 193.3 0.1 1:00.37 full_cpu 1 root 20 0 41620 4088 2380 S 0.0 0.4 0:03.13 systemd 2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.05 kthreadd 3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.52 ksoftir top - 07:47:17 up 1:47, 2 users, load average: 0.47, 0.26, 0.51 Tasks: 172 total, 3 running, 144 sleeping, 25 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 99.6 us, 0.1 sy, 0.0 ni, 0.3 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.1 si, 0.0 st KiB Mem : 1017144 total, 358760 free, 233292 used, 425092 buff/cache KiB Swap: 1040380 total, 1040284 free, 96 used. 625180 avail Mem docker run --name cpuuse -d --cpu-period=100000 --cpu-quota=400000 fangfenghua/cpuusetest 4 PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 21976 root 20 0 3048 724 456 R 398.3 0.1 0:16.81 full_cpu 21297 root 20 0 0 0 0 S 0.3 0.0 0:00.08 kworker/0:2 1 root 20 0 41620 4088 2380 S 0.0 0.4 0:03.19 systemd 2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.05 kthreadd
使用上述兩個參數可以，設定cpu的精確控制。還有一個參數cpu-share，是個相對值。假如設定A容器cpu－share為1536，設定B容器為512。那麼，在容器B啟動前，cpu佔用情況為是什麼呢？
top - 07:56:10 up 1:56, 2 users, load average: 0.75, 0.36, 0.50 Tasks: 153 total, 3 running, 140 sleeping, 10 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 99.7 us, 0.1 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.3 si, 0.0 st KiB Mem : 1017144 total, 436300 free, 155616 used, 425228 buff/cache KiB Swap: 1040380 total, 1040284 free, 96 used. 703544 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 22216 root 20 0 3048 720 456 R 399.3 0.1 0:55.03 full_cpu 1 root 20 0 41620 4088 2380 S 0.0 0.4 0:03.29 systemd 2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.05 kthreadd 3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.54 ksoftirqd/0
啟動容器B:
top - 07:57:09 up 1:57, 2 users, load average: 3.55, 1.16, 0.76 Tasks: 162 total, 4 running, 148 sleeping, 10 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 99.6 us, 0.2 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.3 si, 0.0 st KiB Mem : 1017144 total, 428772 free, 158304 used, 430068 buff/cache KiB Swap: 1040380 total, 1040284 free, 96 used. 700444 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 22216 root 20 0 3048 720 456 R 305.7 0.1 4:40.78 full_cpu 22336 root 20 0 3048 720 460 R 95.3 0.1 0:09.02 full_cpu 1 root 20 0 41620 4088 2380 S 0.0 0.4 0:03.31 systemd
從上述測試結果不難看出。設定相對數值時，容器B啟動前，容器A仍佔滿了cpu，而容器B啟動後則，容器佔3/4，容器B佔1／4。
還有一個參數cpu-sets，指定容器使用的核心。使用上述測試容器測試，指定容器使用0，3核心：
docker run --name cpuuse -d --cpuset-cpus=0,3 fangfenghua/cpuusetest 4
0,3核心佔用率：
[root@localhost src]# dstat -c -C 0,3 -------cpu0-usage--------------cpu3-usage------ usr sys idl wai hiq siq:usr sys idl wai hiq siq 25 9 66 0 0 0: 12 1 87 0 0 0 100 0 0 0 0 0:100 0 0 0 0 0 99 0 0 0 0 1:100 0 0 0 0 0 99 1 0 0 0 0: 99 1 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0:100 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0:100 0 0 0 0 0
1，2核心佔用率：
[root@localhost src]# dstat -c -C 1,2 -------cpu1-usage--------------cpu2-usage------ usr sys idl wai hiq siq:usr sys idl wai hiq siq 21 8 71 0 0 0: 10 1 89 0 0 0 0 0 100 0 0 0: 0 0 100 0 0 0 0 0 100 0 0 0: 0 0 100 0 0 0 0 0 100 0 0 0: 0 0 100 0 0 0 0 0 100 0 0 0: 0 0 100 0 0 0
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