在cgroup v1介面開啟CPU Burst功能 - Alibaba Cloud Linux

Alibaba Cloud Linux 2（核心版本4.19.91-22.al7開始）和Alibaba Cloud Linux 3為cgroup v1介面提供了CPU Burst功能。CPU Burst功能允許容器被CPU限流時，突發使用CPU資源，進而提升容器效能、降低系統的延遲指標。本文介紹如何在cgroup v1介面開啟CPU Burst功能，以及如何查詢CPU Burst的統計資料。

背景資訊

在Container Service中，容器允許使用的CPU資源被核心的CFS Bandwidth Controller（頻寬控制器）限流。當您在cgroup v1介面開啟CPU Burst功能後，CPU Burst功能允許容器突發使用限流之外的CPU資源。該功能既可以保證容器啟動並執行服務品質，又不降低容器部署密度。

說明

突發是指允許容器超過CPU限流使用額外的CPU資源。

關於CPU Burst的詳細資料，您可以通過Alibaba Cloud Linux 2核心文檔進行瞭解。Alibaba Cloud Linux 2核心文檔儲存在Debuginfo包和源碼包內，路徑為Documentation/scheduler/sched-bwc.rst。下載Debuginfo包和源碼包的具體操作，請參見Alibaba Cloud Linux 2使用說明。

功能原理

CPU Burst功能允許突發使用的CPU資源依賴於日常的資源積累。比如，容器在日常運行中使用的CPU資源未超過CPU限流，則空餘的CPU資源將會被積累。後續當容器運行需要大量CPU資源時，將通過CPU Burst功能突發使用CPU資源，這部分突發使用的資源來源於已積累的資源。以休假體系作為類比：

假如您每年休假時間為4天（CPU限流），未休的假期可以存放起來後續使用，但存放上限為4天（CPU Burst）。當您第一年、第二年各只休了1天的假期，那麼沒有休息的6天假期可以存放起來。當第三年的時候，理論上您可以休息共計10天的假期，但因為有存放上限（CPU Burst），則實際可以休息至多8天的假期。

開啟CPU Burst功能

檢查cgroup v1介面中的CPU Burst功能的全域開關是否已開啟。
```
cat /proc/sys/kernel/sched_cfs_bw_burst_enabled
```
返回結果說明：
- 如果返回結果為1，則表示CPU Burst功能的全域開關已開啟。
  說明
  預設情況下，cgroup v1介面中的CPU Burst功能的全域開關為開啟狀態。
- 如果返回結果不為1，則表示CPU Burst功能的全域開關已關閉。您可以運行以下命令開啟全域開關：
```
echo 1 > /proc/sys/kernel/sched_cfs_bw_burst_enabled
```
在具體的子cgroup中開啟CPU Burst功能。
預設情況下，cgroup v1介面中的CPU Burst功能在各個子cgroup中均未開啟。具體的開啟方式如下：
1. 進入子cgroup路徑下，檢查CFS Bandwidth Controller限流是否處於生效狀態。
```
cd /sys/fs/cgroup/cpu/子cgroup目錄名稱/
cat cpu.cfs_period_us
cat cpu.cfs_quota_us
```
  如果cpu.cfs_quota_us對應的返回結果為正整數，則表示CFS Bandwidth Controller限流處於生效狀態，進而在啟用CPU Burst功能後，容器才可以獲得超出CPU限流的CPU資源。
2. 檢查當前預設的CPU Burst設定。
```
cat cpu.cfs_burst_us
```
  返回結果的預設值為0，表示CPU Burst功能未開啟。
3. 設定cpu.cfs_burst_us的值以開啟CPU Burst功能。
  您可以設定一個適用的正整數啟用CPU Burst功能，且這個正整數表示子cgroup突發額外使用的CPU資源的上限。本文通過以下樣本情境，介紹如何開啟CPU Burst功能。
  1. 配置CFS Bandwidth Controller頻寬控制器預設的cpu.cfs_quota_us與cpu.cfs_period_us。
    以下配置，將CPU資源的使用周期（cpu.cfs_period_us）設定為100ms，每個周期中的CPU限流（cpu.cfs_quota_us）設定為400ms，則子cgroup將會持續獲得4個CPU資源（cpu.cfs_quota_us/cpu.cfs_period_us）。
    echo 400000 > cpu.cfs_quota_us echo 100000 > cpu.cfs_period_us
  2. 配置cpu.cfs_burst_us以開啟CPU Burst功能。
    以下配置，將CPU Burst的值設定為600ms，表示開啟了CPU Burst功能，且允許子cgroup可以突發額外使用最多6個CPU資源（cpu.cfs_burst_us/cpu.cfs_period_us）。
    echo 600000 > cpu.cfs_burst_us

查詢CPU Burst的統計資料

進入待查詢資料的子cgroup路徑下。
```
cd /sys/fs/cgroup/cpu/子cgroup目錄名稱/
```
查看統計資料。
```
cat cpu.stat
```
返回結果中，主要的資訊說明如下：
- nr_burst資料：當前子cgroup觸發CPU Burst的次數。
- burst_time資料：當前子cgroup突發使用CPU資源的時間。