docker - 内存使用差异 : cgroup memory. usage_in_bytes 与 Docker 容器内的 RSS

Question

“Kubernetes” (v1.10.2) 说我的 pod(其中包含一个容器)正在使用大约 5GB 内存。在容器内部，RSS 更像是 681MiB。任何小马都可以用以下数据解释如何从 681MiB 到 5GB(或者描述如何用我省略的另一个命令来弥补差异，无论是来自容器还是来自在 kubernetes 中运行此容器的 docker 主机)？

kubectl top pods 说 5GB:

% kubectl top pods -l app=myapp
NAME                             CPU(cores)   MEMORY(bytes)
myapp-56b947bf6d-2lcr7           39m          5039Mi

Cadvisor 报告了类似的数字(可能来自稍有不同的时间，因此请忽略细微差别):

container_memory_usage_bytes{pod_name=~".*myapp.*"}      5309456384

5309456384 / 1024.0 / 1024 ~= 5063 ~= 5039

在容器内，这个文件似乎是 cadvisor 获取数据的地方:

% kubectl exec -it myapp-56b947bf6d-2lcr7 bash
meme@myapp-56b947bf6d-2lcr7:/app# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.usage_in_bytes
5309456384

容器内的驻留集大小 (RSS) 不匹配(小于 1GB):

meme@myapp-56b947bf6d-2lcr7:/app# kb=$(ps aux | grep -v grep | grep -v 'ps aux' | grep -v bash | grep -v awk | grep -v RSS | awk '{print $6}' | awk '{s+=$1} END {printf "%.0f", s}'); mb=$(expr $kb / 1024); printf "Kb: $kb\nMb: $mb\n"
Kb: 698076
Mb: 681

如果有帮助，请使用完整的 ps aux:

meme@myapp-56b947bf6d-2lcr7:/app# ps aux | grep -v grep | grep -v 'ps aux' | grep -v bash | grep -v awk
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
meme         1  0.0  0.0 151840 10984 ?        Ss   Jun04   0:29 /usr/sbin/apache2 -D FOREGROUND
www-data    10  0.0  0.0 147340  4652 ?        S    Jun04   0:00 /usr/sbin/apache2 -D FOREGROUND
www-data    11  0.0  0.0 148556  4392 ?        S    Jun04   0:16 /usr/sbin/apache2 -D FOREGROUND
www-data    12  0.2  0.0 2080632 11348 ?       Sl   Jun04  31:58 /usr/sbin/apache2 -D FOREGROUND
www-data    13  0.1  0.0 2080384 10980 ?       Sl   Jun04  18:12 /usr/sbin/apache2 -D FOREGROUND
www-data    68  0.3  0.0 349048 94272 ?        Sl   Jun04  47:09 hotapp
www-data   176  0.2  0.0 349624 92888 ?        Sl   Jun04  43:11 hotapp
www-data   179  0.2  0.0 349196 94456 ?        Sl   Jun04  42:20 hotapp
www-data   180  0.3  0.0 349828 95112 ?        Sl   Jun04  44:14 hotapp
www-data   185  0.3  0.0 346644 91948 ?        Sl   Jun04  43:49 hotapp
www-data   186  0.3  0.0 346208 91568 ?        Sl   Jun04  44:27 hotapp
www-data   189  0.2  0.0 350208 95476 ?        Sl   Jun04  41:47 hotapp

来自 docker 容器统计 API 的内存部分:

curl --unix-socket /var/run/docker.sock 'http:/v1.24/containers/a45fc651e7b12f527b677e6a46e2902786bee6620484922016a135e317a42b4e/stats?stream=false' | jq . # yields:

"memory_stats": {
  "usage": 5327712256,
  "max_usage": 5368344576,
  "stats": {
    "active_anon": 609095680,
    "active_file": 74457088,
    "cache": 109944832,
    "dirty": 28672,
    "hierarchical_memory_limit": 5368709120,
    "inactive_anon": 1687552,
    "inactive_file": 29974528,
    "mapped_file": 1675264,
    "pgfault": 295316278,
    "pgmajfault": 77,
    "pgpgin": 85138921,
    "pgpgout": 84964308,
    "rss": 605270016,
    "rss_huge": 0,
    "shmem": 5513216,
    "total_active_anon": 609095680,
    "total_active_file": 74457088,
    "total_cache": 109944832,
    "total_dirty": 28672,
    "total_inactive_anon": 1687552,
    "total_inactive_file": 29974528,
    "total_mapped_file": 1675264,
    "total_pgfault": 295316278,
    "total_pgmajfault": 77,
    "total_pgpgin": 85138921,
    "total_pgpgout": 84964308,
    "total_rss": 605270016,
    "total_rss_huge": 0,
    "total_shmem": 5513216,
    "total_unevictable": 0,
    "total_writeback": 0,
    "unevictable": 0,
    "writeback": 0
  },
  "limit": 5368709120
},

关于 https://github.com/google/cadvisor/issues/638 断言的评论:

Total (memory.usage_in_bytes) = rss + cache

https://www.kernel.org/doc/Documentation/cgroup-v1/memory.txt 说:

usage_in_bytes: For efficiency, as other kernel components, memory cgroup uses some optimization to avoid unnecessary cacheline false sharing. usage_in_bytes is affected by the method and doesn't show 'exact' value of memory (and swap) usage, it's a fuzz value for efficient access. (Of course, when necessary, it's synchronized.) If you want to know more exact memory usage, you should use RSS+CACHE(+SWAP) value in memory.stat(see 5.2).

https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/stats/#parent-command 说:

Note: On Linux, the Docker CLI reports memory usage by subtracting page cache usage from the total memory usage. The API does not perform such a calculation but rather provides the total memory usage and the amount from the page cache so that clients can use the data as needed.

确实，容器中/sys/fs/cgroup/memory/memory.stat 中的大部分内容都显示在上述 docker stats api 响应中(略有不同是因为在不同时间采集样本，抱歉) :

meme@myapp-56b947bf6d-2lcr7:/app# cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.stat
cache 119492608
rss 607436800
rss_huge 0
shmem 5525504
mapped_file 1675264
dirty 69632
writeback 0
pgpgin 85573974
pgpgout 85396501
pgfault 296366011
pgmajfault 80
inactive_anon 1687552
active_anon 611213312
inactive_file 32800768
active_file 81166336
unevictable 0
hierarchical_memory_limit 5368709120
total_cache 119492608
total_rss 607436800
total_rss_huge 0
total_shmem 5525504
total_mapped_file 1675264
total_dirty 69632
total_writeback 0
total_pgpgin 85573974
total_pgpgout 85396501
total_pgfault 296366011
total_pgmajfault 80
total_inactive_anon 1687552
total_active_anon 611213312
total_inactive_file 32800768
total_active_file 81166336
total_unevictable 0

来自 kubectl describe pod <pod> 的内存信息:

Limits:
  memory:  5Gi
Requests:
  memory:   4Gi

以下是 pmap 在容器内的说明。在这个单行中，我获取所有进程 ID，在它们上运行 pmap -x，然后从 pmap 结果中提取 Kbytes 列。总结果是 256 MB(比 ps 的 RSS 少得多，我认为部分原因是因为许多进程没有从 pmap -x 返回任何输出):

ps aux | awk '{print $2}' | grep -v PID | xargs sudo pmap -x | grep total | grep -v grep | awk '{print $3}' | awk '{s+=$1} END {printf "%.0f", s}'; echo
256820

ps_mem.py 在 https://stackoverflow.com/a/133444/6090676 中被提及。它检查 /proc/$pid/statm 和 /proc/$pid/smaps 。这里没有照明(再次，它似乎忽略了一些过程):

# python ps_mem.py
Private  +   Shared  =  RAM used    Program

  1.7 MiB +   1.0 MiB =   2.7 MiB   apache2
  2.0 MiB +   1.0 MiB =   3.0 MiB   bash (3)
---------------------------------
                          5.7 MiB
=================================

在 Incorrect reporting of container memory usage by cadvisor 有另一个与此类似的问题(但信息较少)。谢谢!

Answer 1

我没有看到你在这里检查的一件事是内核内存。这也在 memory.usage_in_bytes 图中进行了说明，但未出现在 memory.stat 中。您可以通过查看 /sys/fs/cgroup/memory/memory.kmem.usage_in_bytes 找到它。

我曾经看到我们的一个 .NET 核心应用程序发生了类似的事情，但我无法弄清楚到底发生了什么(可能是 .NET 核心中的内存泄漏，因为它是我们的应用程序无法控制的非托管内存)。

也许这对您来说是另一个面包屑。使用是否正常取决于您的应用程序，但就 cgroups 而言，我相信默认情况下内核内存使用不受限制。