2025年P(guān)ython容器化技術(shù)故障排查與優(yōu)化試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在Docker容器中，用于持久化存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、獨(dú)立于容器生命周期的是？A.內(nèi)存B.容器自身文件系統(tǒng)C.DockerVolumeD.BindMount掛載的宿主機(jī)目錄2.當(dāng)一個(gè)Docker容器啟動(dòng)后無法正常進(jìn)入，但`dockerps`顯示狀態(tài)為`Up`,`Exit0`，首先應(yīng)該查看哪個(gè)信息來診斷問題？A.宿主機(jī)系統(tǒng)日志B.容器的標(biāo)準(zhǔn)輸出(`dockerlogs<container_id>`)C.容器的標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出(`dockerlogs-e<container_id>`)D.Docker守護(hù)進(jìn)程日志(`journalctl-udocker.service`)3.以下哪個(gè)命令主要用于編排多容器Docker應(yīng)用，并定義服務(wù)間依賴關(guān)系？A.`dockerbuild`B.`dockerrun`C.`docker-composeup`D.`dockernetworkcreate`4.在Dockerfile中，指令`FROMpython:3.9-slim`與`FROMpython:3.9`相比，主要優(yōu)勢(shì)是什么？A.后者鏡像更大，前者更快B.前者鏡像更小，通常更推薦使用C.兩者完全相同D.前者僅適用于構(gòu)建Python科學(xué)計(jì)算應(yīng)用5.如果一個(gè)PythonWeb應(yīng)用容器訪問外部數(shù)據(jù)庫服務(wù)時(shí)出現(xiàn)連接超時(shí)，首先應(yīng)檢查哪些方面？I.容器內(nèi)部Python應(yīng)用是否正確配置了數(shù)據(jù)庫連接串。II.容器所在Docker網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)是否可達(dá)。III.宿主機(jī)防火墻是否阻止了容器網(wǎng)絡(luò)流量。IV.宿主機(jī)是否能直接連接到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的IP和端口。A.僅I和IIB.僅II和IIIC.僅I,II和IIID.I,II,III和IV6.在使用`docker-composeup`部署應(yīng)用時(shí)，如果某個(gè)服務(wù)（如web服務(wù)）配置了端口映射`ports:`，但外部無法訪問，可能的原因不包括？A.容器內(nèi)部服務(wù)未在指定端口監(jiān)聽。B.宿主機(jī)防火墻阻止了映射的端口。C.`docker-compose.yml`文件中`ports`配置的宿主機(jī)端口與容器端口不一致。D.使用了`host`網(wǎng)絡(luò)模式，且宿主機(jī)上存在端口沖突。7.當(dāng)容器因?yàn)橘Y源不足（如內(nèi)存耗盡）而被操作系統(tǒng)殺死時(shí)，Docker會(huì)記錄一個(gè)退出狀態(tài)。這個(gè)退出狀態(tài)碼通常是？A.0B.1C.137(SIGSEGV)D.998.以下哪項(xiàng)不是容器性能優(yōu)化的有效手段？A.使用多階段構(gòu)建來減小最終鏡像體積。B.為容器設(shè)置過高的內(nèi)存和CPU限制，防止它搶占資源。C.移除鏡像中不必要的庫和工具。D.優(yōu)化Python應(yīng)用代碼，減少不必要的計(jì)算。9.在Kubernetes環(huán)境中，用于存儲(chǔ)非持久化、Pod生命周期結(jié)束即刪除的數(shù)據(jù)的是？A.PersistentVolume(PV)B.PersistentVolumeClaim(PVC)C.ConfigMapD.EmptyDir10.使用`dockerstats`命令可以看到哪些信息？（多選，請(qǐng)選出所有正確的選項(xiàng)）I.容器的CPU使用率II.容器的內(nèi)存使用量III.容器的網(wǎng)絡(luò)I/O（入出帶寬）IV.容器掛載的Volume信息A.僅I和IIB.僅I,II和IIIC.僅II,III和IVD.I,II,III和IV二、判斷題1.Dockerfile中指令的執(zhí)行順序是從上到下，后執(zhí)行的指令可以覆蓋前執(zhí)行的指令所設(shè)置的環(huán)境變量。（）2.使用`dockerinspect<container_id>`命令可以查看容器的網(wǎng)絡(luò)配置信息，如IP地址、網(wǎng)關(guān)、MAC地址等。（）3.BindMount將宿主機(jī)目錄或文件直接掛載到容器內(nèi)部，因此宿主機(jī)上的任何更改都會(huì)實(shí)時(shí)反映在容器中。（）4.容器化應(yīng)用的性能瓶頸一定只發(fā)生在容器內(nèi)部的應(yīng)用代碼執(zhí)行上。（）5.OOM（OutOfMemory）Killer是Linux內(nèi)核組件，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存不足時(shí)會(huì)殺死消耗內(nèi)存最多的進(jìn)程，Docker容器內(nèi)的進(jìn)程也可能被其殺死。（）6.`docker-composedown`命令會(huì)停止并刪除由Compose文件啟動(dòng)的所有服務(wù)及其容器，但不會(huì)刪除與之關(guān)聯(lián)的Volume。（）7.在Docker容器內(nèi)部，直接使用`ipaddr`或`ifconfig`命令通常可以查看到容器綁定的虛擬網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址。（）8.優(yōu)化Docker鏡像大小的主要目的是為了加快鏡像的構(gòu)建速度。（）9.Kubernetes中的Service資源相當(dāng)于一個(gè)負(fù)載均衡器，可以將外部請(qǐng)求分發(fā)到后端的Pod上。（）10.對(duì)于需要頻繁更新的配置文件，使用ConfigMap和Secret可以避免每次都重建鏡像，實(shí)現(xiàn)配置的解耦和動(dòng)態(tài)更新。（）三、簡(jiǎn)答題1.請(qǐng)簡(jiǎn)述在使用DockerCompose部署應(yīng)用時(shí)，如果某個(gè)服務(wù)啟動(dòng)失敗，`docker-composeup`命令會(huì)采取什么默認(rèn)行為？如何修改其行為以在服務(wù)失敗時(shí)立即停止所有服務(wù)？2.當(dāng)一個(gè)運(yùn)行中的Python容器性能急劇下降，你會(huì)采取哪些步驟來初步定位問題？請(qǐng)列舉至少三種方法。3.解釋Dockerfile中`COPY./app`與`COPYrequirements.txt/app/requirements.txt`指令的區(qū)別。在構(gòu)建鏡像時(shí)，哪種方式通常更優(yōu)？為什么？4.什么是Dockerfile中的多階段構(gòu)建（Multi-stagebuilds）？請(qǐng)說明其主要優(yōu)勢(shì)。5.在Kubernetes中，什么是Pod的`LivenessProbe`和`ReadinessProbe`？它們各自的作用是什么？如果不配置這兩個(gè)Probe，可能會(huì)發(fā)生什么情況？四、故障排查題假設(shè)你正在維護(hù)一個(gè)由DockerCompose管理的PythonWeb應(yīng)用（使用Flask框架），該應(yīng)用需要連接到同一Compose文件中定義的一個(gè)名為`db-service`的PostgreSQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)。最近用戶報(bào)告應(yīng)用訪問緩慢，并且在訪問時(shí)偶爾會(huì)收到“數(shù)據(jù)庫連接超時(shí)”的錯(cuò)誤。請(qǐng)分析可能的原因，并描述你將采取的排查步驟。五、優(yōu)化設(shè)計(jì)題你正在為一個(gè)高并發(fā)的PythonAPI服務(wù)設(shè)計(jì)Docker鏡像和運(yùn)行時(shí)配置。該服務(wù)主要通過CPU進(jìn)行計(jì)算，偶爾進(jìn)行I/O操作讀取本地文件。請(qǐng)?zhí)岢鲋辽偃c(diǎn)具體的優(yōu)化建議，旨在提高該服務(wù)在Docker容器中的運(yùn)行效率和資源利用率。試卷答案一、選擇題1.C解析：DockerVolume是專門為容器持久化數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的，獨(dú)立于容器生命周期。BindMount掛載的是宿主機(jī)目錄，其內(nèi)容會(huì)隨宿主機(jī)變化。2.B解析：雖然狀態(tài)是Up，但Exit0不代表成功運(yùn)行。容器無法進(jìn)入通常意味著啟動(dòng)腳本出錯(cuò)或應(yīng)用內(nèi)部異常，查看標(biāo)準(zhǔn)輸出是首要步驟。3.C解析：`docker-composeup`是基于`docker-compose.yml`文件來啟動(dòng)、停止、管理多容器Docker應(yīng)用的，是編排的核心命令。4.B解析：`python:3.9-slim`是基于slim基礎(chǔ)鏡像的，slim版本通常比標(biāo)準(zhǔn)版小很多，包含了構(gòu)建Python應(yīng)用所需的最少組件，更輕量。5.C解析：排查網(wǎng)絡(luò)問題需從應(yīng)用配置、網(wǎng)絡(luò)連通性、宿主機(jī)防火墻等多個(gè)層面入手。容器內(nèi)部配置是基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)可達(dá)是關(guān)鍵，宿主機(jī)防火墻也需檢查。6.D解析：端口映射問題通常與配置錯(cuò)誤、防火墻、端口沖突或網(wǎng)絡(luò)模式有關(guān)。`host`模式將容器端口直接映射到宿主機(jī)同一端口，不存在映射端口不一致的問題。7.C解析：當(dāng)容器因OOM被內(nèi)核殺死時(shí)，發(fā)送的信號(hào)是SIGSEGV（SegmentationFault），對(duì)應(yīng)的退出狀態(tài)碼是137。8.B解析：設(shè)置過高的資源限制可能導(dǎo)致容器無法獲得足夠資源來處理請(qǐng)求，甚至餓死（starvation），反而不利于性能。合理的限制是必要的。9.D解析：EmptyDir是Kubernetes中的一種臨時(shí)存儲(chǔ)卷類型，它只存在于Pod運(yùn)行期間，Pod結(jié)束時(shí)數(shù)據(jù)會(huì)被清除。10.B解析：`dockerstats`顯示容器的CPU、內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡(luò)I/O等信息，但不顯示掛載的Volume詳細(xì)信息。二、判斷題1.√解析：Dockerfile指令按順序執(zhí)行，后執(zhí)行的同名指令會(huì)覆蓋前面的設(shè)置。2.√解析：`dockerinspect`的`NetworkSettings`部分包含了容器的網(wǎng)絡(luò)配置信息。3.√解析：BindMount是宿主機(jī)目錄/文件與容器內(nèi)部目錄/文件的直接鏈接，宿主機(jī)側(cè)的改動(dòng)會(huì)實(shí)時(shí)反映到容器側(cè)。4.×解析：容器性能瓶頸不僅限于應(yīng)用代碼，還可能源于資源限制、網(wǎng)絡(luò)延遲、磁盤I/O、鏡像層數(shù)過多導(dǎo)致啟動(dòng)慢等。5.√解析：OOMKiller是Linux內(nèi)核機(jī)制，會(huì)根據(jù)規(guī)則選擇并殺死進(jìn)程以釋放內(nèi)存，容器內(nèi)進(jìn)程也可能成為受害者。6.√解析：`docker-composedown`會(huì)刪除容器和Network，但不會(huì)刪除由`volumes:`指定的Volume，除非同時(shí)使用`-v`或`--remove-orphans`選項(xiàng)。7.√解析：在容器內(nèi)部，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的Linux命令如`ipaddr`或`ifconfig`查看網(wǎng)絡(luò)接口和IP地址。8.×解析：優(yōu)化鏡像大小的主要目的是減小鏡像體積，提高構(gòu)建、分發(fā)、部署速度，并減少運(yùn)行時(shí)資源消耗，而不僅僅是構(gòu)建速度。9.√解析：KubernetesService提供穩(wěn)定訪問入口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層面的負(fù)載均衡，并將請(qǐng)求路由到后端Pod。10.√解析：ConfigMap和Secret允許將配置和敏感信息分離，以文件形式注入到容器中，無需修改鏡像，便于管理和更新。三、簡(jiǎn)答題1.默認(rèn)行為是`docker-composeup`命令會(huì)等待所有服務(wù)成功啟動(dòng)（即健康檢查通過或無健康檢查）后才開始，如果某個(gè)服務(wù)一直無法啟動(dòng)（例如配置錯(cuò)誤導(dǎo)致無限循環(huán)啟動(dòng)），則該服務(wù)將一直處于等待狀態(tài)，其他服務(wù)也會(huì)隨之等待。要使其在某個(gè)服務(wù)失敗時(shí)立即停止所有服務(wù)，可以在`docker-compose.yml`文件中為相關(guān)服務(wù)配置`depends_on`，并設(shè)置`on_failure`策略，或者在運(yùn)行`docker-composeup`時(shí)添加`--exit-code-from<service_name>`選項(xiàng)指定依賴的服務(wù)。2.定位Python容器性能下降的步驟：*查看容器資源使用情況：使用`dockerstats`檢查CPU和內(nèi)存使用率是否接近上限或異常波動(dòng)。*分析應(yīng)用日志：檢查容器標(biāo)準(zhǔn)輸出/錯(cuò)誤日志（`dockerlogs<container_id>`）是否有錯(cuò)誤、異?；蛐阅芷款i相關(guān)的信息（如數(shù)據(jù)庫查詢慢、內(nèi)部循環(huán)等）。*使用容器內(nèi)性能分析工具：在容器內(nèi)運(yùn)行Python性能分析工具（如`cProfile`,`line_profiler`,`memory_profiler`）對(duì)代碼進(jìn)行剖析，找出耗時(shí)或內(nèi)存消耗大的函數(shù)。3.`COPY./app`將當(dāng)前宿主機(jī)目錄（`.`）下的所有內(nèi)容（包括子目錄和隱藏文件）復(fù)制到鏡像內(nèi)部的`/app`目錄。`COPYrequirements.txt/app/requirements.txt`僅復(fù)制名為`requirements.txt`的文件到鏡像內(nèi)部的`/app/requirements.txt`路徑。多階段構(gòu)建的優(yōu)勢(shì)在于可以在一個(gè)構(gòu)建階段安裝所有依賴（可能使用較大的基礎(chǔ)鏡像），在最終階段切換到精簡(jiǎn)的基礎(chǔ)鏡像，并復(fù)制運(yùn)行時(shí)需要的文件，從而顯著減小最終鏡像大小，提高安全性、啟動(dòng)速度和安全性。4.多階段構(gòu)建（Multi-stagebuilds）是在Dockerfile中使用`FROM`指令多次，每個(gè)`FROM`定義一個(gè)新的構(gòu)建階段。每個(gè)階段都可以使用`COPY`,`RUN`,`WORKDIR`等指令，但只有最后一個(gè)階段的指令和結(jié)果（如創(chuàng)建的文件、設(shè)置的CMD/ENTRYPOINT）會(huì)被保留在最終的鏡像中。主要優(yōu)勢(shì)是能將構(gòu)建依賴（編譯工具、庫等）與運(yùn)行時(shí)依賴分離，生成極小、精簡(jiǎn)且安全的最終鏡像。5.LivenessProbe（存活探針）：用于檢查Pod中的容器是否正在健康運(yùn)行。如果探針失敗，Kubernetes會(huì)根據(jù)配置自動(dòng)重啟容器。ReadinessProbe（就緒探針）：用于檢查Pod中的容器是否準(zhǔn)備好接收流量。如果探針失敗，Pod會(huì)從Service的EndPoints中暫時(shí)移除，外部請(qǐng)求無法訪問該P(yáng)od。如果不配置這兩個(gè)Probe，LivenessProbe會(huì)默認(rèn)認(rèn)為容器一直存活（除非被OOM殺死等），ReadinessProbe會(huì)默認(rèn)認(rèn)為容器一啟動(dòng)就緒，可能導(dǎo)致未完全準(zhǔn)備好的容器接收用戶請(qǐng)求。四、故障排查題排查步驟：1.確認(rèn)應(yīng)用和服務(wù)狀態(tài)：檢查Web服務(wù)容器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)容器的運(yùn)行狀態(tài)（`dockerps`），查看它們的日志（`dockerlogs<container_id>`），確認(rèn)兩者是否都已正常啟動(dòng)且無錯(cuò)誤。2.檢查網(wǎng)絡(luò)連通性：在Web服務(wù)容器內(nèi)部，嘗試使用`ping`或`telnet`命令測(cè)試與數(shù)據(jù)庫服務(wù)容器（或其DNS名/Service名）的連接。例如，如果數(shù)據(jù)庫服務(wù)在`db-service`容器中，可以嘗試`pingdb-service`或`telnetdb-service5432`。檢查網(wǎng)絡(luò)配置（如`dockernetworkinspect<network_name>`）是否正確。3.驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫連接配置：檢查Web服務(wù)容器內(nèi)的Python應(yīng)用配置（環(huán)境變量、配置文件），確認(rèn)數(shù)據(jù)庫連接串（主機(jī)名、端口、用戶名、密碼）是否正確，主機(jī)名是否指向數(shù)據(jù)庫服務(wù)的DNS名或容器名。4.檢查數(shù)據(jù)庫服務(wù)負(fù)載：查看數(shù)據(jù)庫服務(wù)容器的資源使用情況（`dockerstatsdb-service`）和日志，確認(rèn)數(shù)據(jù)庫本身是否繁忙或存在錯(cuò)誤。5.測(cè)試數(shù)據(jù)庫服務(wù)端口：從宿主機(jī)或其他工具（如PostgreSQL客戶端）嘗試連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)的IP和端口，確認(rèn)數(shù)據(jù)庫服務(wù)本身是可達(dá)的。6.分析超時(shí)原因：如果網(wǎng)絡(luò)連通但連接仍然超時(shí)，可能是網(wǎng)絡(luò)延遲過高、數(shù)據(jù)庫服務(wù)處理請(qǐng)求慢、連接數(shù)耗盡或數(shù)據(jù)庫配置問題等?？梢試L試增加連接池大小、檢查數(shù)據(jù)庫索引、慢查詢?nèi)罩镜取Ｎ?、?yōu)化設(shè)計(jì)題優(yōu)化建議：1.使用多階段構(gòu)建優(yōu)化鏡像：編寫Dockerfile時(shí)，使用一個(gè)基礎(chǔ)鏡像（如包含編譯器的基礎(chǔ)鏡像）來安裝所有Python依賴（`pipinstall`），然后切換到Python運(yùn)行時(shí)所需的最小化基礎(chǔ)鏡像（如`python:3.9-slim`），最后使用`COPY-