编辑“︁Docker性能调优”︁

{{DISPLAYTITLE:Docker性能调优}}  
{{Note|本节内容适用于已完成Docker基础学习的用户，建议先掌握[[Docker容器管理]]和[[Docker网络与存储]]相关知识。}}  

== 概述 ==  
'''Docker性能调优'''是通过调整容器运行时参数、资源配置及架构设计，以提升应用在Docker环境中的执行效率、资源利用率和稳定性的过程。调优涉及CPU、内存、磁盘I/O、网络等核心维度，需结合监控工具与生产场景需求进行针对性优化。  

== 核心调优方向 ==  
=== 1. 资源限制与分配 ===  
通过`--cpus`、`--memory`等参数限制容器资源，避免单一容器耗尽宿主机资源。  

==== 示例：限制CPU和内存 ====  
<syntaxhighlight lang="bash">  
# 限制容器使用最多2个CPU核心和1GB内存  
docker run -it --cpus=2 --memory="1g" nginx  
</syntaxhighlight>  

{| class="wikitable"  
|+ 参数说明  
|-  
! 参数 !! 作用 !! 推荐场景  
|-  
| <code>--cpus</code> || 限制CPU核心数 || CPU密集型应用  
|-  
| <code>--memory</code> || 硬性内存限制 || 防止内存泄漏  
|-  
| <code>--memory-swap</code> || 内存+Swap总限制 || 需Swap交换的场景  
|}  

=== 2. 存储性能优化 ===  
* **使用Volume代替容器内存储**：避免写操作影响容器层性能。  
* **选择合适存储驱动**：生产环境推荐`overlay2`。  

==== 存储驱动对比 ====  
<mermaid>  
pie  
    title 存储驱动性能对比  
    "overlay2" : 45  
    "aufs" : 25  
    "devicemapper" : 20  
    "其他" : 10  
</mermaid>  

=== 3. 网络优化 ===  
* **选择网络模式**：`host`模式性能最佳（牺牲隔离性），`bridge`为默认平衡方案。  
* **调整TCP参数**：通过`sysctl`优化容器内网络栈。  

<syntaxhighlight lang="bash">  
# 查看当前网络模式  
docker inspect -f '{{.HostConfig.NetworkMode}}' 容器ID  
</syntaxhighlight>  

=== 4. 镜像层优化 ===  
* **减少镜像层数**：合并`RUN`指令，使用多阶段构建。  
* **选择轻量基础镜像**：如`alpine`代替`ubuntu`。  

==== 多阶段构建示例 ====  
<syntaxhighlight lang="dockerfile">  
# 阶段1：构建应用  
FROM golang:1.18 AS builder  
WORKDIR /app  
COPY . .  
RUN go build -o myapp  

# 阶段2：生成最终镜像  
FROM alpine:latest  
COPY --from=builder /app/myapp /  
CMD ["/myapp"]  
</syntaxhighlight>  

== 高级调优技术 ==  
=== 1. CPU亲和性 ===  
通过`--cpuset-cpus`绑定容器到特定CPU核心，减少上下文切换。  

<syntaxhighlight lang="bash">  
# 绑定容器到CPU0和CPU1  
docker run -it --cpuset-cpus="0,1" redis  
</syntaxhighlight>  

=== 2. 内存子系统调优 ===  
* **OOM Killer配置**：调整<code>/proc/sys/vm/overcommit_memory</code>。  
* **Swappiness控制**：降低容器内<code>vm.swappiness</code>（默认60）。  

=== 3. 实时监控与调优 ===  
使用`docker stats`或`cAdvisor`监控资源使用情况：  

<syntaxhighlight lang="bash">  
# 实时监控容器资源  
docker stats --format "table {{.Container}}\t{{.CPUPerc}}\t{{.MemUsage}}"  
</syntaxhighlight>  

输出示例：  
<pre>  
CONTAINER      CPU %     MEM USAGE  
a1b2c3d4e5     12.3%     450MiB / 1GiB  
</pre>  

== 真实案例 ==  
=== 案例1：电商网站高并发场景 ===  
* **问题**：订单服务容器在流量高峰时响应延迟。  
* **调优步骤**：  
  1. 通过`docker stats`发现CPU利用率达100%。  
  2. 增加`--cpus=4`限制并启用CPU亲和性。  
  3. 切换为`host`网络模式降低延迟。  
* **结果**：TPS（每秒事务数）从500提升至1200。  

=== 案例2：数据库容器内存泄漏 ===  
* **问题**：MySQL容器频繁被OOM Killer终止。  
* **调优步骤**：  
  1. 设置`--memory="4g"`和`--memory-swap="6g"`。  
  2. 调整`innodb_buffer_pool_size`为容器内存的70%。  
  3. 禁用Swap（`--memory-swappiness=0`）。  

== 数学建模（可选） ==  
容器CPU份额计算公式（基于CFS调度器）：  
<math>  
CPU\_time = \frac{shares}{\sum_{i=1}^{n} shares_i} \times \Delta t  
</math>  
其中<code>shares</code>默认为1024，可通过<code>--cpu-shares</code>调整。  

== 总结 ==  
Docker性能调优需结合监控数据与业务需求，从资源分配、存储、网络、镜像四个维度入手。建议遵循以下流程：  
1. **基准测试**：记录优化前性能指标。  
2. **逐项调整**：每次只修改一个参数。  
3. **验证效果**：使用压力测试工具（如`ab`、`wrk`）。  

{{Warning|过度调优可能导致复杂性上升，建议优先解决瓶颈最严重的部分。}}

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