一、cpu資源控制

cgroups是一個非常強大的linux內核工具，他不僅可以限制被namespace隔離起來的資源，還可以為資源設置權重、計算使用量，操控進程啟停等等，所以cgroups（control groups）實現了對資源的配額和度量。

cgroups有四大功能

• 資源限制： 可以對任務使用的資源總額進行限制
• 優先級分配： 通過分配cpu時間片數量以及磁盤IO帶寬大小，實際上相當于控制了任務運行優先級。
• 資源統計： 可以統計系統的資源使用量，如cpu時長，內存用量等。
• 任務控制： cgroups可以對任務執行掛起，恢復等操作。

1、 設置cpu使用率上限

linux通過CFS（completely fair scheduler，完全公平調度器）來調度各個進程對cpu的使用

• 我們可以設置每個容器進程的調度周期，以及在這個周期內各個容器最多能使用多少cpu時間。
• 使用 --cpu-period 即可設置調度周期，默認100ms，設置范圍為：1ms-1s，對應的 --cpu-period的數值范圍是1000~1000000。
• 使用 --cpu-quota 即可設置在每個周期內容器能使用cpu時間，默認無限制，設置的要求不能小于1ms，也就是–cpu-quota的值必須>=1000.

查看周期限制和cpu配額限制

docker run -itd --name test5 centos:7 /bin/bash
#啟動一個centos:7鏡像容器

docker ps -a
#查看是否啟動成功，并查看pid號

cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/容器PID號
#進入到該容器的限制目錄中

cat cpu.cfs_quota_us
#查看每個周期的cpu最大限制時間

cat cpu.cfs_period_us
#查看調度周期是多久

//cpu.cfg_period_us: cpu 分配的周期（微秒，所以文件名中用us表示），默認為100000
//cpu.cfg_quota_us: 表示該cgroups限制占用的時間（微秒），默認為-1，表示為不限制，如果設為50000，表示占用50000/100000=50%的cpu

進行cpu壓力測試然后修改每個周期的使用cpu的時間，查看cpu使用率

docker run -itd --name test6 --cpu-quota 50000 centos:7 /bin/bash
#可以直接創建一個容器并設置每個周期cpu執行的時間
或者
docker run -itd --name test7 centos:7 /bin/bash
cd /sys/fs/cgroup/cpu/docker/【容器pid】
echo 50000 > cpu.cfs_quota_us
#也可以先創建一個容器，然后進入到文件中直接修改cpu執行的實際的文件名稱

docker exec -it 【容器id】 /bin/bash
#進入容器

vim /cpu.sh
#!bin/bash
i=0
while true
do
let i++
done
#創建死循環腳本，為了進行cpu壓力測試

chmod +x /cpu.sh
./cpu.sh
#執行腳本


top
#查看這個容器中腳本占的多少的cpu資源

?

?

2、設置cpu資源占用比（設置多個容器時才有效）

Docker通過–cpu-shares指定cpu份額，默認為1024，值為1024的倍數。

• 在有多個容器競爭CPU時，我們可以設置每個容器能會用的CPU時間比例，這個比例叫做 共享權值。
• 共享式CPU資源，是按比例切分CPU資源，Docker默認每個容器的權值為1024。如果不指定或將其設置為0，都將使用默認值。
• 通過-cpu-share并不是cpu資源的絕對數量，而是一個相對的權重值，某個容器最終能分配到的cpu資源取決于它的cpu share占所有容器 cpu share綜合的比例。換句話說，通過cpu share可以設置容器使用cpu的優先級。

比如，當前系統上一共運行了兩個容器，第一個容器上權重是1024，第二個容器權重是512， 第二個容器啟動之后沒有運行任何進程，自己身上的512都沒有用完，而第一臺容器的進程有很多，這個時候它完全可以占用容器二的CPU空閑資源，這就是共享式CPU資源；如果容器二也跑了進程，那么就會把自己的512給要回來，按照正常權重1024:512劃分，為自己的進程提供CPU資源。如果容器二不用CPU資源，那容器一就能夠把容器二的CPU資源所占用，如果容器二也需要CPU資源，那么就按照比例劃分。那么第一個容器會從原來使用整個宿主機的CPU變為使用整個宿主機的CPU的2/3；這就是CPU共享式，也證明了CPU為可壓縮性資源。

兩個容器設置比例然后壓測

docker run -itd --name c1 --cpu-shares 512 centos:7
docker run -itd --name c2 --cpu-shares 1024 centos:7
#創建兩個容器為c1和c2，若只有這兩個容器，設置容器的權重，使得c1和c2的cpu資源占比為1/3和2/3

分別進入到c1和c2 容器中，進行壓測

docker exec -it 【容器id】 /bin/bash
#進入容器

yum -y install epel-release
#安裝epel源

yum -y insyall stress
#安裝cpu壓力測試工具

stress -c 4
#產生四個進程，每個進程都反復不停的計算隨機數的平方根

查看容器磁盤占比

docker stats 
#查看容器運行狀態（動態更新）

3、設置容器綁定指定的CPU

–cpuset-cpus 是限制容器運行在指定的cpu核心

• 運行容器運行在哪個CPU核心上，例如主機有4個核心，cpu核心標識為0-3，我們一啟動容器，只想讓這臺容器運行在標識0和3的兩個CPU核心上，可以使用cpuset來指定。

docker run -itd --name c3 --cpuset-cpus 1,3 centos:7 /bin/bash
#啟動一個容器，讓它只使用內核1和內核3的資源

docker exec -it 【容器id】 /bin/bash
#進入容器

yum -y install epel-release
yum -y install stress
stress -c 4
#下載壓力測試工具，并測試4個核

top查看cpu使用率

三、內存資源控制

與操作系統類似，容器可以使用的內存包括兩部分：物理內存和Swap

Docker通過下面兩組參數來控制容器內存的使用量

• -m 或 --memory ： 設置內存的使用限額， 例如：100MB，2GB
• –memory-swap ： 設置內存+swap 的使用限額 （這個必須要和–memory一起使用）

正常情況下，–memory-swap 的值包含容器可用內存和可用swap。所以 -m 300m --memory-swap=1g 的含義為：容器可用使用300M的物理內存，并且可以使用700M（1G-300）的swap。

• 如果–memory-swap 設置為0 或者不設置，則容器可以使用的swap大小為-m值的兩倍。
• 如果 --memory-swap 的值和-m 值相同，則容器不能使用swap
• 如果 --memory-swap值為-1。它表示容器程序使用的內存受限，而可以使用的swap空間不受限制（宿主機有多少swap空間該容器就可以使用多少）

docker run -itd --name m1 -m 200m --memory-swap=300M centos:7 /bin/bash
#允許該容器使用物理內存200M，swap空間為100m

docker stats
#查看容器使用資源情況

四、磁盤IO配額控制

Block IO 是另一種可以限制容器使用的資源，Block IO 指的是磁盤的讀寫，docker可通過設置權重，限制bps和iops的方式控制容器讀寫磁盤的帶寬。

1、限制Block IO

默認情況下，所有容器能平等地讀寫磁盤，可以通過設置 --blkio-weight 參數來改變容器bliock IO 的優先級。–blkio-weight 與 --cpu-share類似，設置的是相對權重值，默認為500。

docker run -it --name b1 --blkio-weight 600 /bin/bash
docker run -it --name b2 --blkio-weight 300 /bin/bash
#上面兩條中，b1容器讀寫磁盤的帶寬是b2容器的兩倍

2、限制bps和iops進行限制

bps 是 byte per second ，表示每秒讀寫的數據量。

iops 是 io per second ，表示每秒的輸入輸出量（或讀寫次數）

可以通過以下參數控制容器的bps和iops

• –device-read-bps，限制讀某個設備的bps（數據量）
• –device-write-bps，限制寫某個設備的bps（數據量）
• –device-read-iops，限制讀某個設備的iops（次數）
• –device-write-iops，限制寫某個設備的iops（次數）

對寫bps進行限制的測試

docker run -it --name b1 --device-write-bps /dev/sda:1mb centos:7 /bin/bash
#創建容器，限制寫的數數據量為1mb/s
dd if=/dec/zero of=test.out bs=1M count=10 oflag=direct
#測試是否是寫入的1MB/S

清理docker占用的磁盤空間

docker system prune -a
#可以用于清理磁盤，刪除關閉的容器、無用的數據卷和網絡