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1. 從 docker run 的 --shm-size 參數聊起

今天無意見看到算法同學寫的一個 docker run 命令用到了 --shm-size 參數。沒錯，接著他想將這些容器跑到 K8s 里，于是我就得開始思考 --shm-size 在 K8s 里對應的特性是什么了。

我猜 K8s 里會有優雅的方式來實現一樣的目的，最終我也找到了那個優雅的方法。不過這個過程還是稍稍坎坷，我在在網上看一圈，找到的前2種方案都有點“丑陋”，但是給人一種“只能這樣”的錯覺。最后看到第三條路的時候，我不禁拍了一下大腿：“我X！太帥了！”。于是乎，我想讓你們也拍一下大腿，然后就有了此文。行，且往下看。

2. Linux 里的 /dev/shm

Linux 里有一個 /dev/shm 目錄，shm 代表共享內存（Shared Memory）。如果這是你第一次聽說 shm，可能會有點疑惑：“這東西到底是內存還是磁盤”。其實 /dev/shm 是一個臨時文件系統，讓你用操作磁盤中的文件一樣的方式來將讀寫內存。換言之，你可以用文件讀寫的語法來操作“/dev/shm/a.txt”，但是這個文件本質是存在內存里的，所以讀寫速度會非常快。

有了 /dev/shm，你就可以讓一個進程非常高效地存取一些臨時文件，或者讓多個進程非常高效的“共享內存”。這種“進程間快速共享內存”的能力對于很多機器學習框架來說非常有用。

順口提一下，可能大伙平時接觸最多的進程間通信（IPC）方式是 Socket 和 RPC，這類走網絡通信的方式可以實現跨主機的 IPC，應用場景更廣。不過上帝給你開了一扇門，就不會多給你開一堆窗，Socket 和 RPC 的通信效率肯定就沒有“共享內存”來得快了。（可能你心里在想 http 協議，沒錯，http 用的更多，但是一般 http 不被歸入進程間通信方式。）

3. Docker 對共享內存的支持

在 Linux 系統中，/dev/shm 的大小一般為物理內存的一半。Docker 在啟動容器的時候，默認給容器設置的 /dev/shm 大小是 64M。（你品，你細品，是不是自定義容器內 shm 大小的需求就產生了？）

Docker 在 shm 大小的配置上提供了兩種支持：

1. docker run 支持通過 --shm-size=1g 這種方式指定一個容器的 shm 大小；
2. Docker 配置 daemon.json 中可以通過 "shared-memory-size": "1G" 配置指定容器啟動的默認 shm 大小。

不難猜到，--shm-size 參數的優先級會比 shared-memory-size 配置高。

4. K8s 里如何設置 /dev/shm 大小

K8s 里沒有原生提供啥直觀的 shm 配置方式。但是為了讓應用能夠嘗到“共享內存”的滋味，YAML 工程師還是得給出方案。

4.1 方案一：修改節點的 Docker 配置

Sao 操作來了，因為 Docker 支持 shared-memory-size 配置，所以直接修改節點的 daemon.json 配置，那不就讓所有 Pod 都能夠用起來更大的 share memory 了？

我就不演示了。反正基本滿足需求，但是冥冥之中又讓你覺得哪里不太對勁，總之吧，不優雅。

4.2 方案二：通過 Volume 掛載一個大目錄到 Pod 的 /dev/shm

不就是讓 Pod 內的 /dev/shm 大一點嘛，那就掛卷呀：

apiVersion:v1
kind:Pod
metadata:
  name:shared-memory-pod
spec:
  containers:
    -name:mycontainer
      image:your_image_name
      volumeMounts:
        -name:shared-memory-volume
          mountPath:/dev/shm
  volumes:
    -name:shared-memory-volume
      emptyDir:{}

如果用 PVC 的方式，后端存儲系統支持限定卷大小的話，這里就能精準分配 shm 的大小了。總之，業務能跑起來。（你是不是已經忍不住要開噴了？忍忍。我知道，這種方式通過磁盤上的文件來實現“共享內存”，功能走通了，性能不達標。）

到這一步，我以為“方案一”挺合理的，改改 Docker 的啟動參數，似乎影響不大，沒啥大壞處，妥。

不過更進一步，K8s 真的不支持配置 shm？這個需求聽起來合理呀，為什么沒有被實現呢？繼續搜一搜，我在 stackoverflow 上看到了第三種玩法。

4.3 方案三：用 K8s 的方式共享內存

且看這段配置：

apiVersion:v1
kind:Pod
metadata:
  name:shared-memory-pod
spec:
  volumes:
    -name:dshm
      emptyDir:
        medium:Memory
        sizeLimit:"1Gi"
  containers:
    -name:mycontainer
      image:your_image_name
      volumeMounts:
        -name:dshm
          mountPath:/dev/shm

行吧，破案了。之前我也不知道 emptyDir 可以配置 medium: Memory。

5. 總結

散了吧，總結啥。大周五的，早點回家。