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目錄

• 前言
• 一、使用內(nèi)存限制
• 1. 不設(shè)置
• 2. 設(shè)置-m,–memory，不設(shè)置–memory-swap
• 3. 設(shè)置-m,–memory=a，–memory-swap=b，且b > a
• 4. 設(shè)置-m,–memory=a，–memory-swap=-1
• 二、Memory reservation
• 三、OOM killer
• 四、kernel-memory核心內(nèi)存限制
• 五、驗證
• 總結(jié)

前言

本文介紹如何通過docker運(yùn)行參數(shù)配置限制docker容器可以使用的內(nèi)存上限。docker容器默認(rèn)可以使用全部宿主機(jī)的所有內(nèi)存和 swap 分區(qū)，比如宿主機(jī)的內(nèi)存是32G，則運(yùn)行一個docker容器最多可以分配到32G內(nèi)存，如果啟用了多個docker容器，則很快宿主機(jī)的內(nèi)存就耗盡了。

內(nèi)存限制相關(guān)參數(shù)如下：

一、使用內(nèi)存限制

用戶內(nèi)存限制就是對容器能使用的內(nèi)存和交換分區(qū)的大小作出限制。使用時要遵循兩條直觀的規(guī)則：-m，–memory選項的參數(shù)最小為 4 M。–memory-swap不是交換分區(qū)，而是內(nèi)存加交換分區(qū)的總大小，所以–memory-swap必須比-m,–memory大。在這兩條規(guī)則下，一般有四種設(shè)置方式。

你可能在進(jìn)行內(nèi)存限制的實驗時發(fā)現(xiàn) docker run命令報錯：WARNING: Your kernel does not support swap limit capabilities, memory limited without swap.
這是因為宿主機(jī)內(nèi)核的相關(guān)功能沒有打開。按照下面的設(shè)置就行。
step 1：編輯 /etc/default/grub文件，將 GRUB_CMDLINE_LINUX一行改為 GRUB_CMDLINE_LINUX="cgroup_enable=memory swapaccount=1"
step 2：更新 GRUB，即執(zhí)行 $ sudo update-grub
step 3: 重啟系統(tǒng)。

1. 不設(shè)置

如果不設(shè)置-m,–memory和–memory-swap，容器默認(rèn)可以用完宿舍機(jī)的所有內(nèi)存和 swap 分區(qū)。不過注意，如果容器占用宿主機(jī)的所有內(nèi)存和 swap 分區(qū)超過一段時間后，會被宿主機(jī)系統(tǒng)殺死（如果沒有設(shè)置–00m-kill-disable=true的話）。

2. 設(shè)置-m,–memory，不設(shè)置–memory-swap

給-m或–memory設(shè)置一個不小于 4M 的值，假設(shè)為 a，不設(shè)置–memory-swap，或?qū)?#8211;memory-swap設(shè)置為 0。這種情況下，容器能使用的內(nèi)存大小為 a，能使用的交換分區(qū)大小也為 a。因為 Docker 默認(rèn)容器交換分區(qū)的大小和內(nèi)存相同。

如果在容器中運(yùn)行一個一直不停申請內(nèi)存的程序，你會觀察到該程序最終能占用的內(nèi)存大小為 2a。

比如$ docker run -m 1G ubuntu:16.04，該容器能使用的內(nèi)存大小為 1G，能使用的 swap 分區(qū)大小也為 1G。容器內(nèi)的進(jìn)程能申請到的總內(nèi)存大小為 2G。

3. 設(shè)置-m,–memory=a，–memory-swap=b，且b > a

給-m設(shè)置一個參數(shù) a，給–memory-swap設(shè)置一個參數(shù) b。a 時容器能使用的內(nèi)存大小，b是容器能使用的 內(nèi)存大小 + swap 分區(qū)大小。所以 b 必須大于 a。b -a 即為容器能使用的 swap 分區(qū)大小。

比如$ docker run -m 1G –memory-swap 3G ubuntu:16.04，該容器能使用的內(nèi)存大小為 1G，能使用的 swap 分區(qū)大小為 2G。容器內(nèi)的進(jìn)程能申請到的總內(nèi)存大小為 3G。

4. 設(shè)置-m,–memory=a，–memory-swap=-1

給-m參數(shù)設(shè)置一個正常值，而給–memory-swap設(shè)置成 -1。這種情況表示限制容器能使用的內(nèi)存大小為 a，而不限制容器能使用的 swap 分區(qū)大小。

這時候，容器內(nèi)進(jìn)程能申請到的內(nèi)存大小為 a + 宿主機(jī)的 swap 大小。

二、Memory reservation

這種 memory reservation 機(jī)制不知道怎么翻譯比較形象。Memory reservation 是一種軟性限制，用于節(jié)制容器內(nèi)存使用。給–memory-reservation設(shè)置一個比-m小的值后，雖然容器最多可以使用-m使用的內(nèi)存大小，但在宿主機(jī)內(nèi)存資源緊張時，在系統(tǒng)的下次內(nèi)存回收時，系統(tǒng)會回收容器的部分內(nèi)存頁，強(qiáng)迫容器的內(nèi)存占用回到–memory-reservation設(shè)置的值大小。

沒有設(shè)置時（默認(rèn)情況下）–memory-reservation的值和-m的限定的值相同。將它設(shè)置為 0 會設(shè)置的比-m的參數(shù)大 等同于沒有設(shè)置。

Memory reservation 是一種軟性機(jī)制，它不保證任何時刻容器使用的內(nèi)存不會超過–memory-reservation限定的值，它只是確保容器不會長時間占用超過–memory-reservation限制的內(nèi)存大小。

例如：

$ docker run -it -m 500M --memory-reservation 200M ubuntu:16.04 /bin/bash1

如果容器使用了大于 200M 但小于 500M 內(nèi)存時，下次系統(tǒng)的內(nèi)存回收會嘗試將容器的內(nèi)存鎖緊到 200M 以下。

例如：

$ docker run -it--memory-reservation 1G ubuntu:16.04 /bin/bash1

容器可以使用盡可能多的內(nèi)存。–memory-reservation確保容器不會長時間占用太多內(nèi)存。

三、OOM killer

默認(rèn)情況下，在出現(xiàn) out-of-memory(OOM) 錯誤時，系統(tǒng)會殺死容器內(nèi)的進(jìn)程來獲取更多空閑內(nèi)存。這個殺死進(jìn)程來節(jié)省內(nèi)存的進(jìn)程，我們姑且叫它 OOM killer。我們可以通過設(shè)置–oom-kill-disable選項來禁止 OOM killer 殺死容器內(nèi)進(jìn)程。但請確保只有在使用了-m/–memory選項時才使用–oom-kill-disable禁用 OOM killer。如果沒有設(shè)置-m選項，卻禁用了 OOM-killer，可能會造成出現(xiàn) out-of-memory 錯誤時，系統(tǒng)通過殺死宿主機(jī)進(jìn)程或獲取更改內(nèi)存。

下面的例子限制了容器的內(nèi)存為 100M 并禁止了 OOM killer：

$ docker run -it-m100M --oom-kill-disable ubuntu:16.04 /bin/bash1

是正確的使用方法。

而下面這個容器沒設(shè)置內(nèi)存限制，卻禁用了 OOM killer 是非常危險的：

$ docker run -it--oom-kill-disable ubuntu:16.04 /bin/bash1

容器沒用內(nèi)存限制，可能或?qū)е孪到y(tǒng)無內(nèi)存可用，并嘗試時殺死系統(tǒng)進(jìn)程來獲取更多可用內(nèi)存。

一般一個容器只有一個進(jìn)程，這個唯一進(jìn)程被殺死，容器也就被殺死了。我們可以通過–oom-score-adj選項來設(shè)置在系統(tǒng)內(nèi)存不夠時，容器被殺死的優(yōu)先級。負(fù)值更教不可能被殺死，而正值更有可能被殺死。

四、kernel-memory核心內(nèi)存限制

核心內(nèi)存和用戶內(nèi)存不同的地方在于核心內(nèi)存不能被交換出。不能交換出去的特性使得容器可以通過消耗太多內(nèi)存來堵塞一些系統(tǒng)服務(wù)。核心內(nèi)存包括：

• stack pages（棧頁面）
• slab pages
• socket memory pressure
• tcp memory pressure

可以通過設(shè)置核心內(nèi)存限制來約束這些內(nèi)存。例如，每個進(jìn)程都要消耗一些棧頁面，通過限制核心內(nèi)存，可以在核心內(nèi)存使用過多時阻止新進(jìn)程被創(chuàng)建。

核心內(nèi)存和用戶內(nèi)存并不是獨(dú)立的，必須在用戶內(nèi)存限制的上下文中限制核心內(nèi)存。

假設(shè)用戶內(nèi)存的限制值為 U，核心內(nèi)存的限制值為 K。有三種可能地限制核心內(nèi)存的方式：

1. U != 0，不限制核心內(nèi)存。這是默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置方式
2. K < U，核心內(nèi)存時用戶內(nèi)存的子集。這種設(shè)置在部署時，每個 cgroup 的內(nèi)存總量被過度使用。過度使用核心內(nèi)存限制是絕不推薦的，因為系統(tǒng)還是會用完不能回收的內(nèi)存。在這種情況下，你可以設(shè)置 K，這樣 groups 的總數(shù)就不會超過總內(nèi)存了。然后，根據(jù)系統(tǒng)服務(wù)的質(zhì)量自有地設(shè)置 U。
3. K > U，因為核心內(nèi)存的變化也會導(dǎo)致用戶計數(shù)器的變化，容器核心內(nèi)存和用戶內(nèi)存都會觸發(fā)回收行為。這種配置可以讓管理員以一種統(tǒng)一的視圖看待內(nèi)存。對想跟蹤核心內(nèi)存使用情況的用戶也是有用的。

例如：

$ docker run -it -m 500M --kernel-memory 50M ubuntu:16.04 /bin/bash1

容器中的進(jìn)程最多能使用 500M 內(nèi)存，在這 500M 中，最多只有 50M 核心內(nèi)存。

$ docker run -it--kernel-memory 50M ubuntu:16.04 /bin/bash1

沒用設(shè)置用戶內(nèi)存限制，所以容器中的進(jìn)程可以使用盡可能多的內(nèi)存，但是最多能使用 50M 核心內(nèi)存。

五、驗證

可以通過docker stats命令查看docker容器的內(nèi)存使用情況，來驗證內(nèi)存設(shè)置是否生效。可以看到容器默認(rèn)可使用的最大內(nèi)存上限與宿主機(jī)內(nèi)存一致，設(shè)置–memory 1G參數(shù)后，最大可以使用的內(nèi)存被限制為1G。

docker stats

總結(jié)