Docker 容器资源限制验证指南

在生产环境中，为 Docker 容器设置资源限制是确保系统稳定性的重要手段。本文将详细介绍如何验证 Docker Compose 中的资源限制配置是否真正生效。

配置示例

以下是一个 Redis 容器的完整配置示例，包含了内存和 CPU 的资源限制：

version: '3.8'
services:
  myredis:
    image: redis:7.2.4-alpine
    container_name: myredis
    restart: unless-stopped

    # 资源限制配置
    deploy:
      resources:
        limits:
          memory: 1G        # 内存上限
          cpus: '0.5'       # CPU 上限
        reservations:
          memory: 256M      # 内存预留
          cpus: '0.1'       # CPU 预留

    # 其他配置...
    ports:
      - "6379:6379"

验证方法

1. 实时资源监控

使用 docker stats 命令可以实时查看容器的资源使用情况：

# 查看所有容器资源使用
docker stats

# 只查看特定容器
docker stats myredis

# 显示一次性结果
docker stats --no-stream myredis

输出示例：

CONTAINER ID   NAME      CPU %     MEM USAGE / LIMIT     MEM %     NET I/O     BLOCK I/O   PIDS
abc123def456   myredis   0.5%      45.2MiB / 1GiB       4.41%     656B/0B     0B/0B       4

2. 检查容器配置

通过 docker inspect 命令查看容器的详细配置：

# 查看完整容器信息
docker inspect myredis

# 筛选资源相关配置
docker inspect myredis | grep -A 10 -B 5 "Memory\|Cpu"

# 使用 jq 格式化输出（需要安装 jq）
docker inspect myredis | jq '.[0].HostConfig | {Memory, CpuQuota, CpuPeriod}'

3. 查看 cgroup 信息

Linux 系统可以直接查看 cgroup 中的资源限制配置：

# 查看内存限制（字节）
docker exec myredis cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes

# 查看当前内存使用量
docker exec myredis cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.usage_in_bytes

# 查看 CPU 配额和周期
docker exec myredis cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us
docker exec myredis cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_period_us

CPU 限制解读

CFS 调度器参数说明

cpu.cfs_period_us: 调度周期，默认 100,000 微秒（100ms）
cpu.cfs_quota_us: 每个调度周期内允许使用的 CPU 时间（微秒）

实际案例分析

当执行以下命令：

docker exec myredis cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us

如果返回 50000，计算方式如下：

CPU 限制 = cpu.cfs_quota_us / cpu.cfs_period_us
         = 50,000 / 100,000
         = 0.5 核心

常见值对照表

cpu.cfs_quota_us	CPU 限制
25000	0.25 核心
50000	0.5 核心
100000	1.0 核心
200000	2.0 核心
-1	无限制

压力测试验证

为了验证资源限制是否真正生效，可以进行压力测试：

# 连接到 Redis
redis-cli -h localhost -p 6379

# 批量写入数据测试内存限制
for i in {1..100000}; do
    echo "SET key$i 'test data with some length to consume memory'"
done | redis-cli -h localhost -p 6379 --pipe

在测试过程中，使用 docker stats 监控资源使用情况，观察是否达到设定的限制值。

常见问题排查

1. 资源限制未生效

可能原因：

Docker 版本过旧，不支持某些资源限制功能
deploy 配置主要用于 Docker Swarm 模式
系统不支持 cgroup 资源限制

2. 替代配置方案

如果 deploy 配置不生效，可以使用传统语法：

services:
  myredis:
    image: redis:7.2.4-alpine
    mem_limit: 1g
    mem_reservation: 256m
    cpus: 0.5
    # 移除 deploy 部分

3. 验证命令汇总

# 快速验证脚本
#!/bin/bash
CONTAINER_NAME="myredis"

echo "=== 容器状态 ==="
docker stats --no-stream $CONTAINER_NAME

echo "=== 内存限制 ==="
docker exec $CONTAINER_NAME cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes

echo "=== CPU 限制 ==="
QUOTA=$(docker exec $CONTAINER_NAME cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us)
PERIOD=$(docker exec $CONTAINER_NAME cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_period_us)
echo "CPU 限制: $(echo "scale=2; $QUOTA/$PERIOD" | bc) 核心"

最佳实践

监控优先: 定期使用 docker stats 监控容器资源使用情况
渐进调整: 根据实际使用情况逐步调整资源限制
日志记录: 关注容器日志中的资源相关警告或错误
压力测试: 在生产环境部署前进行充分的压力测试
备选方案: 准备好不同的资源限制配置方案

通过以上方法，你可以有效地验证和管理 Docker 容器的资源限制，确保应用在受控的资源环境中稳定运行。