关于容器:在Openjdk-8-中如何合理使用容器-memory-资源

 前言

将 Java 利用容器化尽管更好地解决了可移植性问题，但也存在着一些不敌对的状况，比方低版本的 JDK（低于 Java 8u131）并不能辨认 CGroup 资源限度。这将导致 JVM 读取的是宿主机的全副 CPU 和内存，一但容器应用资源超过限度则会被 docker 杀死。

在 kubernetes 中，咱们会显示在 yaml 文件中配置 CPU、内存申请和限度，咱们心愿容器中的 JVM 过程可能自动识别到 CGroup 资源限度，获取到正确的内存和 CPU 信息从而自行动静调整。

JVM 参数配置

以下操作皆在一台 4C 16G 服务器上进行。

版本低于 8u131

JDK 版本低于 8u131 版本的 JVM 不会自动识别到 CGroup 资源限度，须要手动设置初始堆大小以及最大堆大小，否则会依照宿主机的全副内存设置默认值：

• 配置最大堆大小 -Xmx，默认值：内存的 1 /4
• 配置初始堆大小 -Xms，默认值：内存的 1 /64

未配置 JVM 参数

能够看到 Max. Heap Size (Estimated): 3.48G，未能正确辨认 CGroup 资源限度

$ docker run --rm -m 2GB openjdk:8u121-alpine java -XshowSettings:vm -version

VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 3.48G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_121"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 3.3.0) (Alpine 8.121.13-r0)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.121-b13, mixed mode)

配置 JVM 参数

配置 -Xmx 和 -Xms 后即可达到咱们想要的后果

$ docker run --rm -m 2GB openjdk:8u121-alpine java -XshowSettings:vm -Xmx2000m -Xms2000m -version

VM settings:
    Min. Heap Size: 1.95G
    Max. Heap Size: 1.95G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_121"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 3.3.0) (Alpine 8.121.13-r0)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.121-b13, mixed mode)

8u131 及以上版本

从 8u131 版本开始反对 UseCGroupMemoryLimitForHeap 和 MaxRAMFraction 这两个选项，用 CGroupMemory 的大小作为 JVM heap size，MAXRAMFraction 是用来管制理论可用的内存数量的，比方设置为 1 的话就是 CGroupMemoryLimit 的全副，设置为 2 的话一半，3 的话就是 1/3，以此类推

|MaxRAMFraction 取值 | 堆占比 | 容器内存 =1G|容器内存 =2G|容器内存 =4G|容器内存 =8G|容器内存 =16G| |:—-:|:—-|:—-:|:—-|:—-:|:—-|:—-:|:—-|:—-:|:—-|:—-:|:—-|:—-:|:—-| |1|≈90%|910.50M|1.78G|3.56G|7.11G|14.22G| |2|≈50%|455.50M|910.50M|1.78G|3.56G|7.11G| |3|≈33%|304.00M|608.00M|1.19G|2.37G|4.74G| |4|≈25%|228.00M|455.50M|910.50M|1.78G|3.56G|

未配置 JVM 参数

能够看到 Max. Heap Size (Estimated): 3.48G，未能正确辨认 CGroup 资源限度

$ docker run --rm -m 2GB openjdk:8u131-alpine java -XshowSettings:vm  -version

VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 3.48G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 3.4.0) (Alpine 8.131.11-r2)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

配置 JVM 参数

配置 -XX:+UnlockExperimentalVMOptions、-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap 和 -XX:MaxRAMFraction=1 后即可达到咱们想要的后果

$ docker run --rm -m 2GB openjdk:8u131-alpine java -XshowSettings:vm -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap -XX:MaxRAMFraction=1 -version

VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 1.78G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 3.4.0) (Alpine 8.131.11-r2)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

8u191 及以上版本

从 8u191 开始引入了 java10+ 上的 UseContainerSupport 选项，而且是默认启用的，不必设置。同时 UseCGroupMemoryLimitForHeap 这个就弃用了，不倡议持续应用，同时还能够通过 -XX:InitialRAMPercentage、-XX:MaxRAMPercentage、-XX:MinRAMPercentage 这些参数更加细腻的管制 JVM 应用的内存比率。比方一些 Java 程序在运行时会调用内部过程、申请 Native Memory 等，所以即便是在容器中运行 Java 程序，也得预留一些内存给零碎的。所以 -XX:MaxRAMPercentage 不能配置得太大。

未配置 JVM 参数

能够看到未增加任何 JVM 参数即可正确辨认到 CGroup 资源限度

$ docker run --rm -m 2GB openjdk:8u191-alpine java -XshowSettings:vm -version

VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 455.50M
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_191"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 3.10.0) (Alpine 8.191.12-r0)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.191-b12, mixed mode)

配置 JVM 参数

• 应用 -XX:MaxRAMFraction 参数调整 Max. Heap Size 大小 `console $ docker run –rm -m 2GB openjdk:8u191-alpine java -XX:MaxRAMFraction=1 -XshowSettings:vm -version

VM settings: Max. Heap Size (Estimated): 1.78G Ergonomics Machine Class: server Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version“1.8.0_191”OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 3.10.0) (Alpine 8.191.12-r0) OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.191-b12, mixed mode)

* 应用 `-XX:InitialRAMPercentage`、`-XX:MaxRAMPercentage`、`-XX:MinRAMPercentage` 参数更加细腻的管制 JVM 应用的内存比率
```console
  $ docker run --rm -m 2GB openjdk:8u191-alpine java -XX:InitialRAMPercentage=40.0 -XX:MaxRAMPercentage=90.0 -XX:MinRAMPercentage=50.0 -XshowSettings:vm -version
  
  VM settings:
      Max. Heap Size (Estimated): 1.60G
      Ergonomics Machine Class: server
      Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM
  
  openjdk version "1.8.0_191"
  OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 3.10.0) (Alpine 8.191.12-r0)
  OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.191-b12, mixed mode)

参考资料

• http://www.51gjie.com/java/55…
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/…
• https://my.oschina.net/neverf…
• https://sevenyu.top/2019/04/0…
• https://qingmu.io/2018/12/17/…

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