Docker如何实现Memory资源限制

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一：简介

docker通过cgroup来控制容器使用的资源配额，包括CPU、内存、磁盘三大方面，基本覆盖了常见的资源配额和使用量控制。

cgroup是Control Groups的缩写，是Linux 内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源(如 cpu、memory、磁盘IO等等) 的机制，被LXC、docker等很多项目用于实现进程资源控制。cgroup将任意进程进行分组化管理的 Linux 内核功能。cgroup本身是提供将进程进行分组化管理的功能和接口的基础结构，I/O 或内存的分配控制等具体的资源管理功能是通过这个功能来实现的。这些具体的资源管理功能称为cgroup子系统，有以下几大子系统实现：

1. blkio：设置限制每个块设备的输入输出控制。例如:磁盘，光盘以及usb等等。

2. cpu：使用调度程序为cgroup任务提供cpu的访问。

3. cpuacct：产生cgroup任务的cpu资源报告。

4. cpuset：如果是多核心的cpu，这个子系统会为cgroup任务分配单独的cpu和内存。

5. devices：允许或拒绝cgroup任务对设备的访问。

6. freezer：暂停和恢复cgroup任务。

7. memory：设置每个cgroup的内存限制以及产生内存资源报告。

8. net_cls：标记每个网络包以供cgroup方便使用。

9. ns：命名空间子系统。

10. perf_event：增加了对每group的监测跟踪的能力，即可以监测属于某个特定的group的所有线程以及运行在特定CPU上的线程。

目前docker只是用了其中一部分子系统，实现对资源配额和使用的控制。

二：内存资源控制

和CPU控制一样，docker也提供了若干参数来控制容器的内存使用配额，可以控制容器的swap大小、可用内存大小等各种内存方面的控制。主要有以下参数：

1.--memory: 设置容器使用的最大内存上限。默认单位为byte，可以使用K、G、M等带单位的字符串。

2.-- memory-reservation: 启用弹性的内存共享，当宿主机资源充足时，允许容器尽量多地使用内存，当检测到内存竞争或者低内存时，强制将容器的内存降低到memory-reservation所指定的内存大小。按照官方说法，不设置此选项时，有可能出现某些容器长时间占用大量内存，导致性能上的损失。

3.--memory-swap: 等于内存和swap分区大小的总和，设置为-1时，表示swap分区的大小是无限的。默认单位为byte，可以使用K、G、M等带单位的字符串。如果–memory-swap的设置值小于–memory的值，则使用默认值，为–memory-swap值的两倍。

4. --memory-swappiness: 控制进程将物理内存交换到swap分区的倾向，默认系数为60。系数越小，就越倾向于使用物理内存。值范围为0-100。当值为100时，表示尽量使用swap分区；当值为0时，表示禁用容器 swap 功能(这点不同于宿主机，宿主机 swappiness 设置为 0 也不保证 swap 不会被使用)。

默认情况下，容器可以使用主机上的所有空闲内存。

三：举例

docker run -ti --rm --name mytest --memory 128m  centos:latest /bin/bash

Docker stats <容器ID>

四：IO资源控制

相对于CPU和内存的配额控制，docker对磁盘IO的控制相对不成熟，大多数都必须在有宿主机设备的情况下使用。主要包括以下参数：

• –device-read-bps：限制此设备上的读速度（bytes per     second），单位可以是kb、mb或者gb。

• –device-read-iops：通过每秒读IO次数来限制指定设备的读速度。

• –device-write-bps ：限制此设备上的写速度（bytes per     second），单位可以是kb、mb或者gb。

• –device-write-iops：通过每秒写IO次数来限制指定设备的写速度。

• –blkio-weight：容器默认磁盘IO的加权值，有效值范围为10-100。

• –blkio-weight-device： 针对特定设备的IO加权控制。其格式为DEVICE_NAME:WEIGHT

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