容器环境的JVM内存设置最佳实践

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了容器环境的JVM内存设置最佳实践相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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链接:cnblogs.com/xiaoqi/p/container-jvm.html

Docker 和 K8S 的兴起,很多服务已经运行在容器环境。对于 Java 程序,JVM 设置是一个重要的环节。这里总结下我们项目里的最佳实践。


Java Heap 基础知识

默认情况下,JVM 自动分配的 heap 大小取决于机器配置。比如我们到一台 64G 内存服务器:


java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep -Ei "maxheapsize|maxram" uintx DefaultMaxRAMFraction = 4 {product} uintx MaxHeapSize := 16875782144 {product} uint64_t MaxRAM = 137438953472 {pd product} uintx MaxRAMFraction = 4 {product} double MaxRAMPercentage = 25.000000 {product}java version "1.8.0_192"Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_192-b12)Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.192-b12, mixed mode)


可以看到,JVM 分配的最大 MaxHeapSize 为 16G,计算公式如下:


MaxHeapSize = MaxRAM * 1 / MaxRAMFraction


MaxRAMFraction 默认是4,意味着,每个 JVM 最多使用 25% 的机器内存。

但是需要注意的是,JVM 实际使用的内存会比 heap 内存大:


JVM内存 = heap 内存 + 线程stack内存 (XSS) * 线程数 + 启动开销(constant overhead)


默认的 XSS 通常在 256KB 到 1MB,也就是说每个线程会分配最少 256K 额外的内存, constant overhead 是 JVM 分配的其他内存。


我们可以通过 -Xmx 指定最大堆大小。


java -XX:+PrintFlagsFinal -Xmx1g -version | grep -Ei "maxheapsize|maxram" uintx DefaultMaxRAMFraction = 4 {product} uintx MaxHeapSize := 1073741824 {product} uint64_t MaxRAM = 137438953472 {pd product} uintx MaxRAMFraction = 4 {product} double MaxRAMPercentage = 25.000000 {product}java version "1.8.0_192"Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_192-b12)Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.192-b12, mixed mode)


此外,还可以使用 XX:MaxRAM 来指定。


java -XX:+PrintFlagsFinal -XX:MaxRAM=1g -version | grep -Ei


但是指定 -Xmx 或者 MaxRAM 需要了解机器的内存,更好的方式是设置 MaxRAMFraction,以下是不同的 Fraction 对应的可用内存比例:


+----------------+-------------------+| MaxRAMFraction | % of RAM for heap ||----------------+-------------------|| 1 | 100% || 2 | 50% || 3 | 33% || 4 | 25% |+----------------+-------------------+


容器环境的 Java Heap


容器环境,由于 Java 获取不到容器的内存限制,只能获取到服务器的配置:


$ docker run --rm alpine free -m total used free shared buffers cachedMem: 1998 1565 432 0 8 1244$ docker run --rm -m 256m alpine free -m total used free shared buffers cachedMem:          1998     1552      445        1        8     1244


这样容易引起不必要问题,例如限制容器使用100M 内存,但是 JVM 根据服务器配置来分配初始化内存,导致 Java 进程超过容器限制被kill掉。为了解决这个问题,可以设置 -Xmx 或者 MaxRAM 来解决,但就想第一部分描述的一样,这样太不优雅了!


为了解决这个问题,Java 10 引入了 +UseContainerSupport(默认情况下启用),通过这个特性,可以使得 JVM 在容器环境分配合理的堆内存。并且,在 JDK8U191 版本之后,这个功能引入到了 JDK 8,而 JDK 8 是广为使用的 JDK 版本。


UseContainerSupport


-XX:+UseContainerSupport 允许 JVM 从主机读取 cgroup 限制,例如可用的 CPU 和 RAM,并进行相应的配置。这样当容器超过内存限制时,会抛出OOM异常,而不是杀死容器。


该特性在 Java 8u191+,10 及更高版本上可用。


注意:在191版本后,-XX:{Min|Max}RAMFraction 被弃用,引入了-XX:MaxRAMPercentage,其值介于 0.0 到 100.0 之间,默认值为 25.0。


最佳实践


拉取最新的 openjdk:8-jre-alpine 作为底包,截止这篇博客,最新的版本是 212,>191。


docker run -it --rm openjdk:8-jre-alpine java -versionopenjdk version "1.8.0_212"OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 3.12.0) (Alpine 8.212.04-r0)OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.212-b04mixed mode)


我们构建一个基础镜像,dockerfile 如下:


FROM openjdk:8-jre-alpineMAINTAINER jadepeng
RUN echo "http://mirrors.aliyun.com/alpine/v3.6/main" > /etc/apk/repositories \ && echo "http://mirrors.aliyun.com/alpine/v3.6/community" >> /etc/apk/repositories \ && apk update upgrade \ && apk add --no-cache procps unzip curl bash tzdata \ && ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime \ && echo "Asia/Shanghai" > /etc/timezone
RUN apk add --update ttf-dejavu && rm -rf /var/cache/apk/*


在应用的启动参数,设置 -XX:+UseContainerSupport,设置 -XX:MaxRAMPercentage=75.0,这样为其他进程(debug、监控)留下足够的内存空间,又不会太浪费 RAM。


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