随着云计算技术的飞速发展与普及,云环境中的应用越来越复杂多样。如何减轻虚拟化环境中应用之间的资源竞争成为研究热点。Docker的出现推动了容器技术的发展,相比于虚拟机,容器这种操作系统级虚拟化技术具有更低的性能开销,然而共享内核却导致容器具有更差的隔离性。具体地,传统的中心化文件系统存在着大量资源(如保护全局数据结构的锁)竞争,这使得容器中的文件系统操作在并发访问这些数据结构时会相互影响。同时,容器共享主机文件系统中有限的文件系统软资源(如inode、block和fd),这些软资源处于自由竞争状态,缺乏一种隔离机制。FXMARK是一个开源的benchmarks套件,可以测量文件系统操作的隔离性。但是其现有的benchmarks主要针对主机文件系统,通过对FXMARK进行功能扩充,实现了对容器环境下的测试支持。然后通过一系列实验分析容器文件系统操作存在的锁竞争,发现这些锁竞争来源于主机文件系统,同时Docker存储驱动也会引入新的锁竞争。接着通过几个并发场景分析存储驱动引入的锁竞争,发现可以为容器实现新的加锁函数来避开对主机文件系统粗粒度锁的竞争,提升容器文件系统操作的性能。由于Docker文件系统仅仅是将文件系统操作转发到主机文件系统,因此可以为每个容器分配一个文件系统软资源的使用权重,根据每个容器的软资源使用权重以及系统软资源的使用情况对容器的文件系统操作进行转发或拦截,从而实现容器间文件系统软资源的分配。实验结果表明,经过锁隔离优化后的文件系统操作在10核时可以获得至少3倍的性能提升。同时,优化后的系统可以实现容器间软资源的按比例分配,并且软资源分配决策不会对操作的性能产生影响。