Cgroup 资源配置技术

12.2号 Cgroup 资源配置方法 （为了业务更顺畅）
虚拟机加到8G 4线程（2*2）

1.CPU份额（即权重）
用 stress 工具测试 CPU 和内存
mkdir /opt/stress
vim /opt/stress/Dockerfile
FROM centos:7
MAINTAINER chen "chen@kgc.com"
RUN yum install -y wget
RUN wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
RUN yum install -y stress
cd /opt/stress/
docker build -t centos:stress .
docker run -tid --name cpu512 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 10
//容器产生10个子函数进程
进入容器使用top查看cpu使用情况
docker exec -it f4953c0d7e76 bash
top

再开启一个容器做比较
docker run -tid --name cpu1024 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 10
docker exec -it 5590c57d27b0 bash
top
进容器使用top对比两个容器的%CPU，比例是1:2

2.CPU 周期限制
--cpu-period 是用来指定容器对 CPU 的使用要在多长时间内做一次重新分配。
--cpu-quota 是用来指定在这个周期内，最多可以有多少时间用来跑这个容器。
若后面cpu-quota是cpu-period的两倍 就相当于开了两个cpu

cpu-period 和 cpu-quota 的单位为微秒（μs）。cpu-period 的最小值为 1000 微秒， 最大值为 1 秒（10^6 μs），默认值为 0.1 秒（100000 μs）。
cpu-quota 的值默认为 -1， 表示不做控制。cpu-period 和 cpu-quota 参数一般联合使用。
多核心数 一般quota是period的倍数

docker run -itd --cpu-period 100000 --cpu-quota 200000 centos:stress
docker exec -it 98d2aaa50019 bash
cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_period_us
cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us

3.CPU Core 控制
tops 按1出现cpu

对多核 CPU 的服务器，Docker 还可以控制容器运行使用哪些 CPU 内核，即使用--cpuset-cpus 参数。
这对具有多 CPU 的服务器尤其有用，可以对需要高性能计算的容器进行性能最优的配置。
docker run -tid --name cpu1 --cpuset-cpus 0-1 centos:stress
执行以上命令需要宿主机为双核，表示创建的容器只能用 0、1两个内核。最终生成 的 cgroup 的 CPU 内核配置如下：
docker exec -it 631eea630b21 bash
top 按1看 用了两个cpu核

通过下面指令可以看到容器中进程与 CPU 内核的绑定关系，达到绑定 CPU 内核的目的。
docker exec 631eea630b21 taskset -c -p 1 //容器内部第一个进程号pid为1被绑定到指定CPU上运行
pid 1's current affinity list: 0,1

CPU 配额控制参数的混合使用
通过 cpuset-cpus 参数指定容器 A 使用 CPU 内核 0，容器 B 只是用 CPU 内核 1。就要使用份额
在主机上只有这两个容器使用对应 CPU 内核的情况，它们各自占用全部的内核资源，cpu-shares 没有明显效果。

cpuset-cpus、cpuset-mems 参数只在多核、多内存节点上的服务器上有效，并且必须与实际的物理配置匹配，否则也无法达到资源控制的目的。

在系统具有多个 CPU 内核的情况下，需要通过 cpuset-cpus 参数为设置容器 CPU 内核才能方便地进行测试。
//宿主系统修改为4核心CPU
[root@localhost stress]# docker run -tid --name cpu3 --cpuset-cpus 1 --cpu-shares 512 centos:stress stress -c 1

[root@localhost stress]# docker exec -it 84598dfadd34 bash

[root@localhost stress]# exit

 

[root@localhost stress]# docker run -tid --name cpu4 --cpuset-cpus 3 --cpu-shares 1024 centos:stress stress -c 1

[root@localhost stress]# top //记住按1查看每个核心的占用

Tasks: 172 total, 2 running, 170 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu0 : 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
%Cpu1 : 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
%Cpu2 : 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni,100.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
%Cpu3 :100.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 7994072 total, 6394056 free, 450124 used, 1149892 buff/cache
KiB Swap: 4194300 total, 4194300 free, 0 used. 7174064 avail Mem
[root@localhost stress]# docker exec -it 0eed2c8a20df bash

总结：上面的 centos:stress 镜像安装了 stress 工具，用来测试 CPU 和内存的负载。通过 在两个容器上分别执行 stress -c 1 命令，
将会给系统一个随机负载，产生 1 个进程。这 个进程都反复不停的计算由 rand() 产生随机数的平方根，直到资源耗尽。
观察到宿主机上的 CPU 使用率，第三个内核的使用率接近 100%， 并且一批进程的 CPU 使用率明显存在 2:1 的使用比例的对比。
stress -c 1 压测工具，大量使用cpu运算资源(满负荷用计算资源)

4内存限额
物理内存和 Swap
执行如下命令允许该容器最多使用 200M 的内存和 300M 的 swap。（总和也是300M,超出300不可正常运行）
docker run -it -m 200M --memory-swap=300M progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 280M
但docker ps -a 是exited状态
--vm 1：启动 1 个内存工作线程。
--vm-bytes 280M：每个线程分配 280M 内存。
默认情况下，容器可以使用主机上的所有空闲内存。
与 CPU 的 cgroups 配置类似， Docker 会自动为容器在目录 /sys/fs/cgroup/memory/docker/<容器的完整长 ID>
中创建相应 cgroup 配置文件

如果让工作线程分配的内存超过 300M，分配的内存超过限额，stress 线程报错，容器 退出。
docker run -it -m 200M --memory-swap=300M progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 310M

stress: info: [1] dispatching hogs: 0 cpu, 0 io, 1 vm, 0 hdd
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us
stress: dbug: [1] --> hogvm worker 1 [6] forked
stress: dbug: [6] allocating 325058560 bytes ...
stress: dbug: [6] touching bytes in strides of 4096 bytes ...
stress: FAIL: [1] (416) <-- worker 6 got signal 9
stress: WARN: [1] (418) now reaping child worker processes
stress: FAIL: [1] (422) kill error: No such process
stress: FAIL: [1] (452) failed run completed in 0s

5 Block IO 硬盘（读写带宽）的限制（对业务要求高的权重给多点）
默认情况下，所有容器能平等地读写磁盘，可以通过设置--blkio-weight 参数来改变 容器 block IO 的优先级。
--blkio-weight 与 --cpu-shares 类似，设置的是相对权重值，默认为 500。
在下面 的例子中，容器 A 读写磁盘的带宽是容器 B 的两倍。

docker run -it --name container_A --blkio-weight 600 centos:stress
cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.weight
600

docker run -it --name container_B --blkio-weight 300 centos:stress
cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.weight
300

6.吞吐量bps 和 iops 的限制

bps 是 byte per second，每秒读写的数据量。
iops 是 io per second，每秒 IO 的次数。
可通过以下参数控制容器的 bps 和 iops：

--device-read-bps，限制读某个设备的 bps。
--device-write-bps，限制写某个设备的 bps。
--device-read-iops，限制读某个设备的 iops。
--device-write-iops，限制写某个设备的 iops。

下面的示例是限制容器写 /dev/sda 的速率为 5 MB/s。 （/dev/sda根）

docker run -it --device-write-bps /dev/sda:5MB centos:stress
dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=1024 oflag=direct //可以按ctrl+c中断查看，是5M每秒，速度很慢，如果去掉就没限制，很快就下好。

通过 dd 命令测试在容器中写磁盘的速度。因为容器的文件系统是在 host /dev/sda 上 的，

在容器中写文件相当于对 host /dev/sda 进行写操作。另外，oflag=direct 指定用 direct IO 方式写文件，
这样 --device-write-bps 才能生效。