08 | 容器监控：容器监控原理及 cAdvisor 的安装与使用
生产环境中监控容器的运行状况十分重要，通过监控我们可以随时掌握容器的运行状态，做到线上隐患和问题早发现，早解决。所以今天我就和你分享关于容器监控的知识（原理及工具 cAdvisor）。
虽然传统的物理机和虚拟机监控已经有了比较成熟的监控方案，但是容器的监控面临着更大的挑战，因为容器的行为和本质与传统的虚拟机是不一样的，总的来说，容器具有以下特性：
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容器是短期存活的，并且可以动态调度；
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容器的本质是进程，而不是一个完整操作系统；
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由于容器非常轻量，容器的创建和销毁也会比传统虚拟机更加频繁。
Docker 容器的监控方案有很多，除了 Docker 自带的docker stats命令，还有很多开源的解决方案，例如 sysdig、cAdvisor、Prometheus 等，都是非常优秀的监控工具。
下面我们首先来看下，不借助任何外部工具，如何用 Docker 自带的docker stats命令实现容器的监控。
使用 docker status 命令
使用 Docker 自带的docker stats命令可以很方便地看到主机上所有容器的 CPU、内存、网络 IO、磁盘 IO、PID 等资源的使用情况。下面我们可以具体操作看看。
首先在主机上使用以下命令启动一个资源限制为 1 核 2G 的 nginx 容器
docker run --cpus=1 -m=2g --name=nginx -d nginx
容器启动后，可以使用docker stats命令查看容器的资源使用状态:
$ docker stats nginx
通过docker stats命令可以看到容器的运行状态如下：
CONTAINER CPU % MEM USAGE / LIMIT MEM % NET I/O BLOCK I/O PIDS
f742a467b6d8 0.00% 1.387 MiB / 2 GiB 0.07% 656 B / 656 B 0 B / 9.22 kB 2
从容器的运行状态可以看出，docker stats命令确实可以获取并显示 Docker 容器运行状态。但是它的缺点也很明显，因为它只能获取本机数据，无法查看历史监控数据，没有可视化展示面板。
因此，生产环境中我们通常使用另一种容器监控解决方案 cAdvisor。
cAdvisor
cAdvisor 是谷歌开源的一款通用的容器监控解决方案。cAdvisor 不仅可以采集机器上所有运行的容器信息，还提供了基础的查询界面和 HTTP 接口，更方便与外部系统结合。所以，cAdvisor很快成了容器指标监控最常用组件，并且 Kubernetes 也集成了 cAdvisor 作为容器监控指标的默认工具。
cAdvisor 官方提供了 Docker 镜像，我们只需要拉取镜像并且启动镜像即可。
由于 cAdvisor 镜像存放在谷歌的 gcr.io 镜像仓库中，国内无法访问到。这里我把打好的镜像放在了 Docker Hub。你可以使用 docker pull lagoudocker/cadvisor:v0.37.0 命令从 Docker Hub 拉取。
首先使用以下命令启动 cAdvisor：
$ docker run \
--volume=/:/rootfs:ro \
--volume=/var/run:/var/run:ro \
--volume=/sys:/sys:ro \
--volume=/var/lib/docker/:/var/lib/docker:ro \
--volume=/dev/disk/:/dev/disk:ro \
--publish=8080:8080 \
--detach=true \
--name=cadvisor \
--privileged \
--device=/dev/kmsg \
lagoudocker/cadvisor:v0.37.0
此时，cAdvisor 已经成功启动，我们可以通过访问 http://localhost:8080 访问到 cAdvisor 的 Web 界面。
cAdvisor 不仅可以监控容器的资源使用情况，还可以监控主机的资源使用情况。下面我们就先看下它是如何查看主机资源使用情况的。
使用 cAdvisor 查看主机监控
访问 http://localhost:8080/containers/ 地址，在首页可以看到主机的资源使用情况，包含 CPU、内存、文件系统、网络等资源，如下图所示。
使用 cAdvisor 查看容器监控
http://localhost:8080/docker/
总体来说，使用 cAdvisor 监控容器具有以下特点：
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可以同时采集物理机和容器的状态；
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可以展示监控历史数据。
了解 Docker 的监控工具，你是否想问，这些监控数据是怎么来的呢？下面我就带你了解一下容器监控的原理。
监控原理
我们知道 Docker 是基于 Namespace、Cgroups 和联合文件系统实现的。其中 Cgroups 不仅可以用于容器资源的限制，还可以提供容器的资源使用率。无论何种监控方案的实现，底层数据都来源于 Cgroups。
Cgroups 的工作目录为/sys/fs/cgroup，/sys/fs/cgroup目录下包含了 Cgroups 的所有内容。Cgroups包含很多子系统，可以用来对不同的资源进行限制。例如对CPU、内存、PID、磁盘 IO等资源进行限制和监控。
为了更详细的了解 Cgroups 的子系统，我们通过 ls -l 命令查看/sys/fs/cgroup文件夹，可以看到很多目录：
总结一下，容器的监控原理其实就是定时读取 Linux 主机上相关的文件并展示给用户。
docker inspect : 获取容器/镜像的元数据。