您的位置:  首页 > 技术杂谈 > 正文

容器化环境中,JVM最佳参数配置实践

2024-03-04 16:00 https://my.oschina.net/u/4526289/blog/11045257 华为云开发者联盟 次阅读 条评论

本文分享自华为云社区《Java应用容器化参数配置最佳实践》,作者:可以交个朋友。

简介

当你在物理机或者虚拟机上配置 JVM 参数时,JVM会默认使用主机上1/4的内存作为堆内存,你也可以选择使用-Xmx/-Xms 来指定 Java 堆内存大小。在容器化环境中,每个容器实例的内存大小由Cgroups配置决定,而低版本JVM对Cgroups的支持是不太友好的。本文主要探讨JVM最佳参数配置

JDK与Cgroups的适配关系

JDK 1.8.0_131之前的版本

使用jdk 1.8.0_121版本镜像启动容器实例,不指定参数情况下,无法识别Cgroups内存限制,使用主机1/4的内存作为最大堆内存

[root@172 ~]# free -m
               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            7196        2557         299         117        4338        4219
Swap:              0           0           0
[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u121 java  -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 1.56G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_121"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_121-8u121-b13-1~bpo8+1-b13)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.121-b13, mixed mode)

使用-Xms-Xmx指定初始堆内存和最大堆内存,jvm能正常识别

[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u121 java -Xms512m -Xmx512m -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Min. Heap Size: 512.00M
    Max. Heap Size: 512.00M
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_121"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_121-8u121-b13-1~bpo8+1-b13)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.121-b13, mixed mode)

JDK 1.8.0_131版本

使用jdk 1.8.0_131版本镜像启动容器,不指定参数,无法识别Cgroups内存限制,使用主机1/4的内存作为最大堆内存

[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u131 java  -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 1.56G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_131-8u131-b11-2-b11)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

使用-Xms和-Xmx指定初始堆内存和最大堆内存,jvm能正常识别

[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u131 java -Xms512m -Xmx512m -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Min. Heap Size: 512.00M
    Max. Heap Size: 512.00M
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_131-8u131-b11-2-b11)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

在jdk 1.8.0_131版本开始,加入了两个新参数-XX:+UnlockExperimentalVMOptions-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap来动态感知容器的Cgroups内存限制,最大堆内存为Cgroups内存限制的1/4

[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u131 java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions  -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 114.00M
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_131-8u131-b11-2-b11)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

新参数-XX:+UnlockExperimentalVMOptions-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap虽然能动态感知Cgroups内存限制,但是却只能使用1/4,无法修改。此时可以使用另外两个参数-XX:MaxRAMFraction-XX:MinRAMFraction参数值必须为整数,取值参考如下表格:

MaxRAMFraction/MinRAMFraction取值Cgroups内存限制的百分比
190%
250%
333%
425%
[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u131 java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions  -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap -XX:MaxRAMFraction=2 -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 228.00M
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_131-8u131-b11-2-b11)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

最大堆内存为Cgroups内存限制的50%,符合预期

JDK 1.8.0_191版本

使用jdk 1.8.0_191版本镜像启动容器,不指定参数,jvm能动态感知Cgroups内存限制,最大堆内存为Cgroups内存限制的1/4

[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u191-alpine java  -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 123.75M
    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)

使用-Xms-Xmx指定初始堆内存和最大堆内存,符合预期

[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u191-alpine java -Xms512m -Xmx512m -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Min. Heap Size: 512.00M
    Max. Heap Size: 512.00M
    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)

jdk 1.8.0_191版本开始,-XX:MaxRAMFraction-XX:MinRAMFraction被弃用,使用MaxRAMPercentageMinRAMPercentage来修改堆内存在Cgroups内存限制的占比,参数值是Double类型必须带小数点

[root@172 ~]# docker run -m 512Mi openjdk:8u191-alpine java -XX:MaxRAMPercentage=50.0 -XX:MinRAMPercentage=50.0 -XshowSettings:vm -version VM
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 247.50M
    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)

总结

  • XmsXmx能适应所有JDK版本,但不能动态感知容器的Cgroups限制,且参数优先级最高,与其他参数一起配置时,其他参数不生效。
  • -XX:+UnlockExperimentalVMOptions-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap在1.8.0_131版本开始启用,能动态感知容器的Cgroups限制,但最大堆内存只能使用容器Cgroups内存限制的1/4。
  • -XX:MaxRAMFraction-XX:MinRAMFraction在1.8.0_131版本开始启用,可以修改堆内存占容器Cgroups内存限制的百分比,但百分比的值不能自由指定(比如不能指定40%),在1.8.0_191版本开始弃用。
  • MaxRAMPercentageMinRAMPercentage在1.8.0_191版本开始启用,可以自定义修改堆内存占容器Cgroups内存限制的百分比。
以上仅适用于容器采用Cgroups v1版本,在Cgroups v2版本中jdk需要1.8.0_372、11.0.16及更高版本才能动态感知Cgroups的内存限制

JVM参数配置建议

  1. 使用容器感知的 JDK 版本。对于使用 Cgroup V1 的集群,需要升级至 1.8.0_191以及更高版本;对于使用 Cgroup V2 的集群,需要升级至 1.8.0_372、11.0.16及更高版本。
  2. 由于Java应用使用的总内存不仅仅只有堆内存,还有堆外内存和直接内存。所以设置容器内存上限时必须大于堆内存,应该按照 Java 进程使用的内存量上浮 20%~30% 设置容器内存 limit。如果初次运行程序,并不了解其实际内存使用量,可以先设置一个较大的 limit 让程序运行一段时间,根据监控获取实际平均使用值对容器内存 limit 进行调整。
  3. 如果在容器内仅运行一个Java 应用程序,则将初始堆大小与最大堆大小最好配置相等。如果不相等,JVM会根据堆内存使用量在Xms与Xmx之间动态修改堆内存大小,导致额外的系统开销和频繁的垃圾回收。
  4. 使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError-XX:HeapDumpPath参数,在JVM发生OOM时,自动生成dump文件。dump文件路径最好是持久化挂载路径避免容器重启dump文件丢失。

 

点击关注,第一时间了解华为云新鲜技术~

展开阅读全文
  • 0
    感动
  • 0
    路过
  • 0
    高兴
  • 0
    难过
  • 0
    搞笑
  • 0
    无聊
  • 0
    愤怒
  • 0
    同情
热度排行
友情链接