Kubernetes 计算CPU 使用率

• container_spec_cpu_period
• 当对容器进行 CPU 限制时，CFS 调度的时间窗口，又称容器 CPU 的时钟周期通常是 100，000 微秒

• container_spec_cpu_quota
• 是指容器的使用 CPU 时间周期总量，如果 quota 设置的是 700，000，就代表该容器可用的 CPU 时间是 7*100,000 微秒，通常对应 kubernetes 的 resource.cpu.limits 的值

• container_spec_cpu_share
• 是指 container 使用分配主机 CPU 相对值，比如 share 设置的是 500m，代表窗口启动时向主机节点申请 0.5 个 CPU，也就是 50，000 微秒，通常对应 kubernetes 的 resource.cpu.requests 的值

• container_cpu_usage_seconds_total
• 统计容器的 CPU 在一秒内消耗使用率，应注意的是该 container 所有的 CORE

• container_cpu_system_seconds_total
• 统计容器内核态在一秒时间内消耗的 CPU

• container_cpu_user_seconds_total
• 统计容器用户态在一秒时间内消耗的 CPU
• 参考官方地址 https://docs.signalfx.com/en/latest/integrations/agent/monitors/cadvisor.html https://github.com/google/cadvisor/blob/master/docs/storage/prometheus.md

具体公式

• 默认如果直接使用 container_cpu_usage_seconds_total 的话，如下
• sum(irate(container_cpu_usage_seconds_total{container="$Container",instance="$Node",pod="$Pod"}[5m])*100)by(pod)
• 默认统计的数据是该容器所有的 CORE 的平均使用率

• 如果要精确计算每个容器的 CPU 使用率，使用 % 呈现的形式，如下
• sum(irate(container_cpu_usage_seconds_total{container="$Container",instance="$Node",pod="$Pod"}[5m])*100)by(pod)/sum(container_spec_cpu_quota{container="$Container",instance="$Node",pod="$Pod"}/container_spec_cpu_period{container="$Container",instance="$Node",pod="$Pod"})by(pod)
• 其中 container_spec_cpu_quota/container_spec_cpu_period，就代表该容器有多少个 CORE

• 参考官方 git issue
• https://github.com/google/cadvisor/issues/2026#issuecomment-415819667

docker stats

• 如何通过 Docker API 查看容器资源使用率，如下

• 如何计算
• 官方地址
• https://docs.docker.com/engine/api/v1.40/#operation/ContainerStats
• The 
  precpu_stats
   is the CPU statistic of the 
  previous
   read, and is used to calculate the CPU usage percentage. It is not an exact copy of the 
  cpu_stats
   field.
• If either 
  precpu_stats.online_cpus
   or 
  cpu_stats.online_cpus
   is nil then for compatibility with older daemons the length of the corresponding 
  cpu_usage.percpu_usage
   array should be used.
• To calculate the values shown by the 
  stats
   command of the docker cli tool the following formulas can be used:
• used_memory = 
  memory_stats.usage - memory_stats.stats.cache
• available_memory = 
  memory_stats.limit
• Memory usage % = 
  (used_memory / available_memory) * 100.0
• cpu_delta = 
  cpu_stats.cpu_usage.total_usage - precpu_stats.cpu_usage.total_usage
• system_cpu_delta = 
  cpu_stats.system_cpu_usage - precpu_stats.system_cpu_usage
• number_cpus = 
  lenght(cpu_stats.cpu_usage.percpu_usage)
   or 
  cpu_stats.online_cpus
• CPU usage % = 
  (cpu_delta / system_cpu_delta) * number_cpus * 100.0