Java核心技术36讲-扩展部分

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Docker和Java



Docker和Java

Docker之类的容器和虚拟机非常相似,也有自己的shell,能独立安装软件包,运行时与其他容器互不干扰,但Docker并不是一种虚拟化技术,而是一种轻量级的隔离技术


对于 Java 平台来说,这些未隐藏的底层信息带来了很多意外的困难,主要体现在几个方面:

  • 第一,容器环境对于计算资源的管理方式是全新的,CGroup 作为相对比较新的技术,历史版本的 Java 显然并不能自然地理解相应的资源限制。
  • 第二,namespace 对于容器内的应用细节增加了一些微妙的差异,比如 jcmd、jstack 等工具会依赖于“/proc//”下面提供的部分信息,但是 Docker 的设计改变了这部分信息的原有结构,我们需要对原有工具进行修改以适应这种变化。

JVM 会大概根据检测到的内存大小,设置最初启动时的堆大小为系统内存的 1/64;并将堆最大值,设置为系统内存的 1/4。
而 JVM 检测到系统的 CPU 核数,则直接影响到了 Parallel GC 的并行线程数目和 JIT complier 线程数目,甚至是我们应用中 ForkJoinPool 等机制的并行等级。
这些默认参数,是根据通用场景选择的初始值。但是由于容器环境的差异,Java 的判断很可能是基于错误信息而做出的。这就类似,我以为我住的是整栋别墅,实际上却只有一个房间是给我住的。

更加严重的是,JVM 的一些原有诊断或备用机制也会受到影响。为保证服务的可用性,一种常见的选择是依赖“-XX:OnOutOfMemoryError”功能,通过调用处理脚本的形式来做一些补救措施,比如自动重启服务等。但是,这种机制是基于 fork 实现的,当 Java 进程已经过度提交内存时,fork 新的进程往往已经不可能正常运行了。

针对这种情况,JDK 9 中引入了一些实验性的参数,以方便 Docker 和 Java“沟通”,例如针对内存限制,可以使用下面的参数设置:

-XX:+UnlockExperimentalVMOptions
-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap

如果你可以切换到 JDK 10 或者更新的版本,问题就更加简单了。Java 对容器(Docker)的支持已经比较完善,默认就会自适应各种资源限制和实现差异。前面提到的实验性参数“UseCGroupMemoryLimitForHeap”已经被标记为废弃。
与此同时,新增了参数用以明确指定 CPU 核心的数目。

-XX:ActiveProcessorCount=N

如果实践中发现有问题,也可以使用“-XX:-UseContainerSupport”,关闭 Java 的容器支持特性,这可以作为一种防御性机制
JDK9的一些特性已经移植到JDK8中了

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对于不能升级JDK的建议:
明确设置堆、元数据区等内存区域大小,保证 Java 进程的总大小可控。
可能在环境中,这样限制容器内存:

$ docker run -it --rm --name yourcontainer -p 8080:8080 -m 800M repo/your-java-container:openjdk

那么,就可以额外配置下面的环境变量,直接指定 JVM 堆大小。

-e JAVA_OPTIONS='-Xmx300m'

明确配置 GC 和 JIT 并行线程数目,以避免二者占用过多计算资源。

-XX:ParallelGCThreads
-XX:CICompilerCount

在很多场景中还发现 Java 在 Docker 环境中,似乎会意外使用 Swap。具体原因待查,但很有可能也是因为 Ergonomics 机制失效导致的,建议配置下面参数,明确告知 JVM 系统内存限额。

-XX:MaxRAM=`cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes`

也可以指定 Docker 运行参数,例如:

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转载自blog.csdn.net/hixiaoxiaoniao/article/details/88323095