Работа приложения в контейнере Docker значительно медленнее по сравнению с запуском его вне контейнера?

Содержание

Вопрос или проблема
Ответ или решение
1. Оценка производительности
2. Причины снижения производительности
3. Конфигурация Docker
4. Идеи для дальнейшего тестирования
Заключение

Вопрос или проблема

Правда ли, что производительность приложения, работающего в контейнере Docker, значительно ниже по сравнению с его работой вне контейнера?

Я протестировал недавно установленное приложение Laravel следующим образом:

ab -t 10 -c 10 -v 2 "http://url.ur"

Вот результаты RPS (запросов в секунду):

Без Docker:

ab -t 10 -c 10 -v 2 "http://test.site/ab"
2723.24 [#/sec] (среднее)
2744.14 [#/sec] (среднее)
2739.20 [#/sec] (среднее)

С контейнером Docker:

ab -t 10 -c 10 -v 2 "http://localhost:8000/ab"
83.67 [#/sec] (среднее)
88.92 [#/sec] (среднее)
87.36 [#/sec] (среднее)

Почему существует такая значительная разница в производительности? Это известная проблема при использовании Docker, или это может быть связано с конкретной проблемой конфигурации?

Это мой docker-compose.yml:

version: '3.8'

services:
    app:
        image: php:8.3-fpm
        container_name: laravel_app
        restart: unless-stopped
        working_dir: /var/www
        volumes:
            - ./:/var/www
            - ./docker/php/php.ini:/usr/local/etc/php/php.ini
        networks:
            - laravel_network

    webserver:
        image: nginx:latest
        container_name: laravel_nginx
        restart: unless-stopped
        ports:
            - "8000:80"
        volumes:
            - ./:/var/www
            - ./docker/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
        depends_on:
            - app
        networks:
            - laravel_network

networks:
    laravel_network:
        driver: bridge

Я протестировал приложение Laravel с помощью ab, чтобы сравнить RPS на хосте и в Docker. Я ожидал схожей производительности, но RPS в Docker был значительно ниже (около 85 против 2700).

Ответ или решение

Влияние производительности приложений в Docker-контейнерах по сравнению с запуском вне контейнеров

При анализе производительности приложений, работающих в Docker-контейнерах, на первый взгляд может показаться, что они существенно медленнее, чем аналогичные решения, работающие непосредственно на хостовой системе. Исходя из предоставленных данных, мы видим значительное различие в показателях, что требует детального разборного анализа.

1. Оценка производительности

Ваши тестовые результаты показывают:

Без Docker: среднее количество запросов в секунду (RPS) составляет около 2700.
С Docker: RPS снижается до примерно 85.

Такой резкий разрыв свидетельствует о наличии факторов, влияющих на производительность приложения в контейнере.

2. Причины снижения производительности

Общие соображения:

Накладные расходы контейнеризации: Docker вносит некоторые накладные расходы на виртуализацию, хотя они минимальны. Это связано с дополнительным уровнем абстракции, который управляет жизненным циклом контейнеров и взаимодействием между ними.
Настройки сети: В Docker используется виртуальная сеть, что может приводить к дополнительным задержкам при обработке сетевых запросов. Попробуйте проверить настройки bridged и host сетей, так как они могут влиять на производительность.
Точка монтирования томов: Использование volume для монтирования файловой системы может привести к добавлению задержек. Особенно если ваши файлы размещены на локальной файловой системе хоста, это может значительно повлиять на производительность I/O. Попробуйте использовать cached или delegated опции для оптимизации работы с файлами.

3. Конфигурация Docker

Ваш файл docker-compose.yml выглядит достаточно стандартно, однако есть несколько областей для оптимизации:

Настройки Nginx: Убедитесь, что конфигурация Nginx оптимизирована для быстродействия. Например, правильная настройка кэширования и сжатия может существенно улучшить ответные времена сервера.
Настройки PHP-FPM: Проверьте, чтобы параметры, такие как количество процессов и их настройки, совпадали с ожидаемыми нагрузками. Низкие значения могут ограничивать производительность приложения.
Оптимизация PHP и Laravel: Используйте кэширование результатов запросов и настроите кэширование на уровне приложения для ускорения ответов.

4. Идеи для дальнейшего тестирования

Чтобы прояснить, является ли это явление системной особенностью Docker или результатом неправильной конфигурации:

Измерьте производительность с использованием других сетевых настроек: Проверьте, как изменятся результаты, если использовать типа сети host для вашего приложения, что может помочь устранить накладные расходы виртуального сетевого слоя.
Тестирование отдельного компонента: Изолируйте разные части вашего приложения (например, только PHP-FPM) и проведите стресс-тесты, чтобы лучше понять, где именно возникает узкое место.
Профилирование приложения: Используйте инструменты профилирования, чтобы выяснить, какие запросы или операции занимают больше всего времени как в контейнерах, так и вне их.

Заключение

Снижение производительности приложений, работающих в Docker, не является универсальным правилом. Это зависит от множества факторов, включая конфигурацию, архитектуру приложения и используемые технологии. Ваш случай с Laravel может указывать на конкретные проблемы как с настройкой контейнеров, так и с сетевыми аспектами. Нам важно внимательное отношение к каждой детале и стремление к оптимизации всех уровней архитектуры, чтобы обеспечить быстродействие и прозрачность работы вашего приложения.