이 문서에서는 CPU 리소스 사용을 제한하는 Docker 컨테이너의 여러 구성 매개변수를 테스트합니다. 리소스 점유율은 각각 top 및 dstat 명령을 사용하여 분석되었습니다.
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 {
}
}로그인 후 복사
CPU 사용량을 테스트하기 위해 이미지를 만들었습니다. 이미지는 기본적으로 1개의 코어를 차지합니다.
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 시스템에서 Docker 컨테이너의 리소스 사용량을 제한하는 데 사용할 수 있는 매개변수는 다음과 같습니다.
--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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docker는 – CPU-기간, 두 개의 매개변수 -cpu-quota는 컨테이너가 할당될 수 있는 CPU 클럭 주기를 제어합니다. -cpu-기간은 컨테이너의 CPU 사용을 재할당해야 하는 기간을 지정하는 데 사용되며, -cpu-quota는 이 주기에서 컨테이너를 실행하는 데 사용할 수 있는 최대 시간을 지정하는 데 사용됩니다. –cpu-shares와 달리 이 구성은 절대값을 지정하며 이에 대한 유연성은 없습니다. 컨테이너의 CPU 리소스 사용은 구성된 값을 초과하지 않습니다.
CPU 기간과 CPU 할당량의 단위는 마이크로초(μs)입니다. CPU-주기의 최소값은 1000마이크로초, 최대값은 1초(10^6μs), 기본값은 0.1초(100000μs)입니다. CPU-quota 값의 기본값은 -1이며 이는 제어가 없음을 의미합니다.
예를 들어 컨테이너 프로세스가 1초마다 0.2초 동안 단일 CPU를 사용해야 하는 경우, CPU-기간을 1000000(즉, 1초)으로, CPU-quota를 200000(0.2초)으로 설정할 수 있습니다. 물론, 멀티 코어 상황에서 컨테이너 프로세스가 CPU 2개를 완전히 점유할 수 있도록 허용되면 CPU 기간을 100000(즉, 0.1초)으로, CPU 할당량을 200000(0.2초)으로 설정할 수 있습니다.
이 문서에서 생성된 컨테이너 이미지를 사용하여 CPU-기간 및 CPU-할당량 두 매개변수를 테스트하세요.
이 글에서 사용된 4코어 시스템에서 cpuusetest가 2개의 코어를 차지하도록 하려면 어떻게 구성해야 할까요? 위 분석에서 알 수 있듯이, CPU-주기를 100000으로 설정하고 4개의 코어를 점유할 것으로 예상한다면 CPU-quota를 4*100000으로 설정해야 하고, 1개의 코어를 점유할 것으로 예상한다면 그렇게 설정하면 됩니다. 2*100000으로. 지금 테스트해 보겠습니다.
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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위의 두 매개변수를 사용하여 CPU의 정확한 제어를 설정하세요. 상대값인 CPU-share 매개변수도 있습니다. 컨테이너 A의 CPU 공유를 1536으로 설정하고 컨테이너 B의 CPU 공유를 512로 설정했다고 가정합니다. 그렇다면 컨테이너 B가 시작되기 전 CPU 사용량은 얼마나 될까요?
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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컨테이너 B 시작:
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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위의 테스트 결과를 보면 어렵지 않게 알 수 있습니다. 상대 값을 설정할 때 컨테이너 B가 시작되기 전에는 컨테이너 A가 여전히 전체 CPU를 차지하지만 컨테이너 B가 시작된 후에는 컨테이너가 3/4을 차지하고 컨테이너 B가 1/4을 차지합니다.
컨테이너에서 사용하는 코어를 지정하는 매개변수 cpu-sets도 있습니다. 위의 테스트 컨테이너를 사용하여 테스트하고 0,3 코어를 사용하도록 컨테이너를 지정합니다.
docker run --name cpuuse -d --cpuset-cpus=0,3 fangfenghua/cpuusetest 4
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0,3 코어 점유:
[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 코어 점유:
[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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