この記事では、Docker コンテナーによる CPU リソースの使用を制限するいくつかの構成パラメーターをテストします。リソース占有率は、top コマンドと dstat コマンドをそれぞれ使用して分析されました。
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 {
}
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CPU 占有をテストするイメージを作成しました。イメージはデフォルトで 1 コアを占有します。
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:
...
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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
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Linux システムでは、Docker コンテナのリソース占有を制限するために使用できるパラメータは次のとおりです。 :
--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)
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docker は、コンテナーに割り当てることができる CPU クロック サイクルを制御するための 2 つのパラメーター -cpu-period と -cpu-quota を提供します。 –cpu-period は、コンテナーによる CPU の使用を再割り当てする時間を指定するために使用され、–cpu-quota は、このサイクル中にコンテナーの実行に使用できる最大時間を指定するために使用されます。 –cpu-shares とは異なり、この構成は絶対値を指定するため、柔軟性はなく、コンテナーによる CPU リソースの使用量が構成値を超えることはありません。
cpu-period と cpu-quota の単位はマイクロ秒 (μs) です。 cpu-period の最小値は 1000 マイクロ秒、最大値は 1 秒 (10^6 μs)、デフォルト値は 0.1 秒 (100000 μs) です。 cpu-quota の値のデフォルトは -1 で、これは制御がないことを意味します。
たとえば、コンテナー プロセスが 1 秒ごとに 0.2 秒間単一の CPU を使用する必要がある場合、cpu-period を 1000000 (つまり 1 秒)、cpu-quota を 200000 (0.2 秒) に設定できます。 ）。もちろん、マルチコアの状況で、コンテナー プロセスが 2 つの CPU を完全に占有することが許可されている場合は、cpu-period を 100000 (つまり、0.1 秒) に設定し、cpu-quota を 200000 (0.2 秒) に設定できます。
この記事で作成したコンテナー イメージを使用して、cpu-period パラメーターと cpu-quota パラメーターをテストします。
この記事で使用されている 4 コア システムで、cpuusetest が 2 つのコアを占有するようにしたい場合、どのように構成すればよいでしょうか?上記の分析からわかるように、cpu-period を 100000 に設定し、4 つのコアを占有することが予想される場合は、cpu-quota を 4*100000 に設定する必要があります。また、1 つのコアを占有することが予想される場合は、それを設定できます。 2*100000まで。以下でテストしてみましょう:
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
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上記の 2 つのパラメータを使用して、CPU の正確な制御を設定します。相対値であるパラメータ cpu-share もあります。コンテナ A の CPU シェアを 1536 に設定し、コンテナ B の CPU シェアを 512 に設定するとします。では、コンテナ B が起動する前の CPU 使用率はどのくらいでしょうか?
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
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コンテナ B の開始:
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
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上記のテスト結果からそれを確認するのは難しくありません。相対値を設定すると、コンテナ B が起動する前は、コンテナ A がまだ CPU をフルに占有していますが、コンテナ B が起動した後は、コンテナが 3/4 を占有し、コンテナ B が 1/4 を占有します。
コンテナによって使用されるコアを指定するパラメータ cpu-sets もあります。上記のテスト コンテナーを使用してテストし、0、3 コアを使用するコンテナーを指定します:
docker run --name cpuuse -d --cpuset-cpus=0,3 fangfenghua/cpuusetest 4
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0、3 コア占有:
[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
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1、2 コア占有:
[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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