Docker 容器内存监控原理及应用

 更新时间:2016年10月13日 14:49:26   作者:XuXinkun  
这篇文章主要介绍了Docker 容器内存监控原理及应用的相关资料,需要的朋友可以参考下

Docker 容器内存监控

linux内存监控

要明白docker容器内存是如何计算的,首先要明白linux中内存的相关概念。

使用free命令可以查看当前内存使用情况。

[root@localhost ~]$ free 
       total    used    free   shared  buffers   cached
Mem:   264420684 213853512  50567172  71822688  2095364 175733516
-/+ buffers/cache:  36024632 228396052
Swap:   16777212  1277964  15499248

这里有几个概念:

  1. mem: 物理内存
  2. swap: 虚拟内存。即可以把数据存放在硬盘上的数据
  3. shared: 共享内存。存在在物理内存中。
  4. buffers: 用于存放要输出到disk(块设备)的数据的
  5. cached: 存放从disk上读出的数据

可以参考这里。

为方便说明,我对free的结果做了一个对应。

[root@localhost ~]$ free 
       total    used    free    shared  buffers  cached
Mem:   total_mem  used_mem  free_mem  shared_mem  buffer   cache
-/+ buffers/cache: real_used  real_free
Swap:  total_swap used_swap  free_swap

名称 说明
total_mem 物理内存总量
used_mem 已使用的物理内存量
free_mem 空闲的物理内存量
shared_mem 共享内存量
buffer buffer所占内存量
cache cache所占内存量
real_used 实际使用的内存量
real_free 实际空闲的内存量
total_swap swap总量
used_swap 已使用的swap
free_swap 空闲的swap

一般认为,buffer和cache是还可以再进行利用的内存,所以在计算空闲内存时,会将其剔除。
因此这里有几个等式:

real_used = used_mem - buffer - cache
real_free = free_mem + buffer + cache
total_mem = used_mem + free_mem

了解了这些,我们再来看free的数据源。其实其数据源是来自于/proc/memeinfo文件。

[root@localhost ~]$ cat /proc/meminfo 
MemTotal:    264420684 kB
MemFree:    50566436 kB
Buffers:     2095356 kB
Cached:     175732644 kB
SwapCached:    123688 kB
Active:     165515340 kB
Inactive:    37004224 kB
Active(anon):  92066880 kB
Inactive(anon): 4455076 kB
Active(file):  73448460 kB
Inactive(file): 32549148 kB
Unevictable:   362900 kB
Mlocked:      74696 kB
SwapTotal:   16777212 kB
SwapFree:    15499248 kB
Dirty:       2860 kB
Writeback:       0 kB
AnonPages:   24932928 kB
Mapped:     58165040 kB
Shmem:     71822688 kB
Slab:      8374496 kB
SReclaimable:  8163096 kB
SUnreclaim:    211400 kB
KernelStack:    45824 kB
PageTables:    606296 kB
NFS_Unstable:     0 kB
Bounce:        0 kB
WritebackTmp:     0 kB
CommitLimit:  148987552 kB
Committed_AS:  114755628 kB
VmallocTotal:  34359738367 kB
VmallocUsed:   772092 kB
VmallocChunk:  34225428328 kB
HardwareCorrupted:   0 kB
AnonHugePages: 22083584 kB
HugePages_Total:    0
HugePages_Free:    0
HugePages_Rsvd:    0
HugePages_Surp:    0
Hugepagesize:    2048 kB
DirectMap4k:    7168 kB
DirectMap2M:   2015232 kB
DirectMap1G:  266338304 kB

docker

说完linux的内存,我们再来看下docker的内存监控。docker自身提供了一种内存监控的方式,即可以通过docker stats对容器内存进行监控。

该方式实际是通过对cgroup中相关数据进行取值从而计算得到。

cgroup

cgroup中的memory子系统为hierarchy提供了如下文件。

[root@localhost ~]$ ll /cgroup/memory/docker/53a11f13c08099dd6d21030dd2ddade54d5cdd7ae7e9e68f5ba055ad28498b6f/
总用量 0
--w--w--w- 1 root root 0 2月 22 12:51 cgroup.event_control
-rw-r--r-- 1 root root 0 5月 25 17:07 cgroup.procs
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.failcnt
--w------- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.force_empty
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 30 17:06 memory.limit_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.max_usage_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.memsw.failcnt
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 30 17:06 memory.memsw.limit_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.memsw.max_usage_in_bytes
-r--r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.memsw.usage_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.move_charge_at_immigrate
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.oom_control
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 30 17:06 memory.soft_limit_in_bytes
-r--r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.stat
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.swappiness
-r--r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.usage_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.use_hierarchy
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 notify_on_release
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 tasks

这些文件的具体含义可以查看相关资料cgroup memory。

这里主要介绍几个与docker监控相关的。

文件名 说明
memory.usage_in_bytes 已使用的内存量(包含cache和buffer)(字节),相当于linux的used_meme
memory.limit_in_bytes 限制的内存总量(字节),相当于linux的total_mem
memory.failcnt 申请内存失败次数计数
memory.memsw.usage_in_bytes 已使用的内存和swap(字节)
memory.memsw.limit_in_bytes 限制的内存和swap容量(字节)
memory.memsw.failcnt 申请内存和swap失败次数计数
memory.stat 内存相关状态

以下为一个容器的样例。

[root@localhost 53a11f13c08099dd6d21030dd2ddade54d5cdd7ae7e9e68f5ba055ad28498b6f]$ cat memory.usage_in_bytes 
135021858816

[root@localhost 53a11f13c08099dd6d21030dd2ddade54d5cdd7ae7e9e68f5ba055ad28498b6f]$ cat memory.memsw.usage_in_bytes 
135679291392

[root@localhost 53a11f13c08099dd6d21030dd2ddade54d5cdd7ae7e9e68f5ba055ad28498b6f]$ cat memory.stat 
cache 134325506048
rss 695980032
mapped_file 16155119616
pgpgin 21654116032
pgpgout 21705492352
swap 655171584
inactive_anon 4218880
active_anon 74202603520
inactive_file 8365199360
active_file 52449439744
unevictable 0
hierarchical_memory_limit 137438953472
hierarchical_memsw_limit 274877906944
total_cache 134325506048
total_rss 695980032
total_mapped_file 16155119616
total_pgpgin 21654116032
total_pgpgout 21705492352
total_swap 655171584
total_inactive_anon 4218880
total_active_anon 74202603520
total_inactive_file 8365199360
total_active_file 52449439744
total_unevictable 0

memory.stat

memory.stat包含有最丰富的

统计 描述
cache 页缓存,包括 tmpfs(shmem),单位为字节
rss 匿名和 swap 缓存,不包括 tmpfs(shmem),单位为字节
mapped_file memory-mapped 映射的文件大小,包括 tmpfs(shmem),单位为字节
pgpgin 存入内存中的页数
pgpgout 从内存中读出的页数
swap swap 用量,单位为字节
active_anon 在活跃的最近最少使用(least-recently-used,LRU)列表中的匿名和 swap 缓存,包括 tmpfs(shmem),单位为字节
inactive_anon 不活跃的 LRU 列表中的匿名和 swap 缓存,包括 tmpfs(shmem),单位为字节
active_file 活跃 LRU 列表中的 file-backed 内存,以字节为单位
inactive_file 不活跃 LRU 列表中的 file-backed 内存,以字节为单位
unevictable 无法再生的内存,以字节为单位
hierarchical_memory_limit 包含 memory cgroup 的层级的内存限制,单位为字节
hierarchical_memsw_limit 包含 memory cgroup 的层级的内存加 swap 限制,单位为字节

active_anon + inactive_anon = anonymous memory + file cache for tmpfs + swap cache

active_file + inactive_file = cache - size of tmpfs

docker原生内存监控

再来说到docker原生的docker stats。其具体实现在libcontainer中可以看到。其将容器的内存监控分为cache,usage,swap usage,kernel usage,kernel tcp usage。

其中cache是从memory.stat中的cache中获取。

usage是使用memory.usage_in_bytes和memory.limit_in_bytes进行相除来计算使用率。这一方式有一个弊端,就是不够细化,没有区分出cache部分,不能真正反映内存使用率。因为一般来说cache是可以复用的内存部分,因此一般将其计入到可使用的部分。

可以考虑的改进计算方式

改进方式在统计内存使用量时将cache计算排除出去。类似于linux中计算real_used时将buffer和cache排除一样。

cache并不能直接应用memory.stat中的cache,因为其中包括了tmpfs,而tmpfs算是实际使用的内存部分。

tmpfs即share memory,共享内存

因为在memory.stat中存在有

active_file + inactive_file = cache - size of tmpfs

因此可以计算实际使用的内存量为

real_used = memory.usage_in_bytes - (rss + active_file + inactive_file)

感谢阅读,希望能帮助到大家,谢谢大家对本站的支持!

相关文章

  • Docker实现Mariadb分库分表及读写分离功能

    Docker实现Mariadb分库分表及读写分离功能

    这篇文章主要给大家介绍了关于Docker实现Mariadb分库分表及读写分离功能的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面来一起学习学习吧
    2019-05-05
  • Docker-Compose的使用示例详解

    Docker-Compose的使用示例详解

    docker-compose是用来在Docker中定义和运行复杂应用的工具,比如在一个yum文件里定义多个容器,只用一行命令就可以让一切就绪并运行。下面通过示例给大家介绍Docker-Compose的使用,感兴趣的朋友一起看看吧
    2017-07-07
  • Docker 使用 Supervisor 来管理进程操作

    Docker 使用 Supervisor 来管理进程操作

    这篇文章主要介绍了Docker 使用 Supervisor 来管理进程操作,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2020-11-11
  • Docker上实现Redis集群搭建

    Docker上实现Redis集群搭建

    redis集群对于很多人来说非常熟悉,虽然集群搭建的文章在网上很多,但是今天给大家介绍的是在docker上实现Redis集群搭建,感兴趣的可以了解下
    2021-05-05
  • Docker overlay 网络搭建的方法

    Docker overlay 网络搭建的方法

    Overlay网络是指通过在现有网络上叠加一个软件定义的逻辑网络,这篇文章主要介绍了Docker overlay 网络搭建的方法,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2018-06-06
  • Docker Nginx Log 三者的处理详解

    Docker Nginx Log 三者的处理详解

    这篇文章主要介绍了Docker Nginx Log 三者的处理详解,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2020-11-11
  • Docker安装和基础用法 Docker入门教程第二篇

    Docker安装和基础用法 Docker入门教程第二篇

    这篇文章主要介绍了Docker安装和基础用法,Docker入门教程第二篇,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2016-10-10
  • 详解用Docker搭建Laravel和Vue项目的开发环境

    详解用Docker搭建Laravel和Vue项目的开发环境

    这篇文章主要介绍了详解用Docker搭建Laravel和Vue项目的开发环境,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2019-03-03
  • 详解ASP.NET Core 网站在Docker中运行

    详解ASP.NET Core 网站在Docker中运行

    本篇文章主要介绍了详解ASP.NET Core 网站在Docker中运行,非常具有实用价值,需要的朋友可以参考下
    2017-05-05
  • CentOS7.2服务器上搭建Docker私有镜像仓库操作示例

    CentOS7.2服务器上搭建Docker私有镜像仓库操作示例

    这篇文章主要介绍了CentOS7.2服务器上搭建Docker私有镜像仓库操作,结合实例形式分析了基于CentOS7.2平台docker安装、证书和密钥生成、私有镜像创建与启动等操作相关命令与使用技巧,需要的朋友可以参考下
    2018-06-06

最新评论