如何分析 Docker cpu限制

這期內容當中小編將會給大家帶來有關如何分析 Docker cpu限制，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

docker容器限制cpu資源使用的幾個配置參數。分別使用top和dstat命令分析了資源占有情況。

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 {

    }
}
制作了一個測試cpu占用的鏡像，鏡像默認占滿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容器資源占用的參數有：

      --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時鐘周期。–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是用來指定在這個周期內，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，而且沒有彈性在里面，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），默認值為0.1秒（100000 μs）。cpu-quota的值默認為-1，表示不做控制。

舉個例子，如果容器進程需要每1秒使用單個CPU的0.2秒時間，可以將cpu-period設置為1000000（即1秒），cpu-quota設置為200000（0.2秒）。當然，在多核情況下，如果允許容器進程需要完全占用兩個CPU，則可以將cpu-period設置為100000（即0.1秒），cpu-quota設置為200000（0.2秒）。 
詳細請參考：http://blog.csdn.net/horsefoot/article/details/51731543

使用本文制作的容器鏡像來測試，cpu-period和cpu-quota兩個參數吧。 
在本文使用的4核心系統中，如果希望cpuusetest占滿兩個核心，在如何配置呢？從上文的分析中可以看到，如果將cpu-period設置為100000，那么期望占滿4個核心，則需要將cpu-quota設置為4＊100000，期望占滿一個核心則可設置為2＊100000。下面就測試一下吧：

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，設置cpu的精確控制。還有一個參數cpu-share，是個相對值。假如設置A容器cpu－share為1536，設置B容器為512。那么，在容器B啟動前，cpu占用情況為是什么呢？

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  





7
8
9
10
從上述測試結果不難看出。設置相對數值時，容器B啟動之前，容器A仍然占滿了cpu，而容器B啟動后則，容器占3／4，容器B占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核心占用率：

[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核心占用率：

[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
--------------------- 
 

上述就是小編為大家分享的如何分析 Docker cpu限制了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。