容器环境的JVM内存设置最佳实践
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 cached
Mem: 1998 1565 432 0 8 1244
$ docker run --rm -m 256m alpine free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 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 -version
openjdk 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-b04, mixed mode)
我们构建一个基础镜像,dockerfile如下:
FROM openjdk:8-jre-alpine
MAINTAINER 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。
作者:Jadepeng
出处:jqpeng的技术记事本--http://www.cnblogs.com/xiaoqi
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