近年来,云计算技术已经成为互联网所依赖的基础设施,广泛渗入到交通、金融、医疗、军事等诸多领域,极大地推动了传统领域的发展。但由于传统云计算平台均需利用虚拟机来实现平台的资源隔离,而虚拟机又拥有自己的操作系统,并需要额外的硬件层仿真,所以在执行任务前需要先启动系统,因此对平台的存储和CPU资源造成额外不必要的消耗,从而占用了大量的时间、浪费了系统资源。特别是当传统云计算平台执行的任务并发量大而单个子任务较小时,资源浪费、效率降低的问题将更为明显。这个问题的存在严重限制了云计算技术的进一步发展。容器技术可用于解决此问题,容器实例中可以只包含应用进程及其必需的环境,额外资源开销要比虚拟机小的多,同时容器启动迅速的特点可有效提升平台效率。本文的研究目的是使用容器替换虚拟机执行计算任务,在保留云平台原有功能的前提下,进一步提高云平台的资源利用率与计算效率,主要解决了以下问题:首先,针对接入容器后云平台部分功能无法使用的问题,本文在保留云平台原有功能的基础上,增加了容器管理、容器镜像管理等功能,同时重新设计了资源监控模块,使云平台可对其上运行的容器进行有效监测和管理。其次,针对容器环境中缺少高性能资源调度策略的问题,本文设计并实现了一种云环境中基于容器的任务并行处理方法,此方法可自动使用平台资源允许的最大容器数量执行任务,使平台执行任务时资源利用率达到95%以上,且在执行5000条数据的加密任务时计算效率提升为原有虚拟机调度策略的190%。另外,针对该方法存在的任务池同步问题,即在多节点从任务池中并行取任务时,必然存在同一任务被多次获取的可能,设计出了一种可有效解决此问题的任务池同步机制,提高了本方法的适用性。最后,针对并行计算场景中,执行任务各节点在获取任务时暂停计算,导致任务执行效率降低的问题,本文提出了一种云计算环境中的任务预取方法,使平台中容器在执行任务的同时进行任务获取,提升了平台37%的任务执行速度。此方法也可应用于虚拟机云平台上并发执行任务的场景中。本文使用容器代替虚拟机执行计算任务的方案大幅提高了云平台的性能,降低了云平台的资源损耗,也为云计算技术的进一步发展提供了新思路。