简介

  • container： 资源隔离、平台无关， 限制cpu、mem等资源

  •   java不知道自己运行在container里，以为它看到的资源都能用。结果：java工作在资源充足的

给大家推荐一个程序员学习交流群：702895049。群里有分享的视频，还有思维导图

群公告有视频，都是干货的，你可以下载来看。主要分享分布式架构、高可扩展、高性能、高并发、性能优化、Spring boot、Redis、ActiveMQ、Nginx、Mycat、Netty、Jvm大型分布式项目实战学习架构师视频。

详述

程序运行的两个核心资源：cpu和mem，其他资源或许也有限制，暂不涉及。

cpu

jvm检测可用cpu个数来优化运行时，影响jvm后台做的一些决策。

影响

  •  所以ump的jvm监控数据一直以来都是不准确的

  •  主要是线程数

  •  

实验

实验所用容器宿主机器是4核CPU16G内存

  • java 6/7/8/9

  •   docker run --cpus 1 -m 1G -it adoptopenjdk/openjdk9:latest # 给1核  jshell -J-Xmx512M -v # 启动jshell  Runtime.getRuntime().availableProcessors() # 结果是不是1！！！

  • java 10

      docker run --cpus 1 -m 1G -it adoptopenjdk/openjdk10:latest # 给1核  jshell -J-Xmx512M -v # 启动jshell  Runtime.getRuntime().availableProcessors() # 结果是1

对策

java 10才解决这个问题

  • java 10之前：手动设置jvm相关的选项，如：

    • ParallelGCThreads

    • ConcGCThreads

    • G1ConcRefinementThreads

    • CICompilerCount / CICompilerCountPerCPU

  • java 10+:

    • UseContainerSupport， 默认开启

mem

jvm自动检测拿到的是宿主机的内存信息，它无法感知容器的资源上限主要需要关注：动态内存管理(上下限，默认值)我们先了解下java进程内存消耗在哪里

内存结构

JFTR: 分代:垃圾收集的一大策略，并不是所有GC算法都分代哦

内存总量 = 广义堆内存 + 广义堆外内存

广义堆内内存 = 狭义堆内内存 + 永久代(Perm)	狭义对内内存 = 新生代(New) + 老年代(Old) # Xmx Xms	新生代(New) = S0 + S1 + Eden # NewSize NewRatio SurvivorRatio    广义堆外内存 = 狭义堆外内存(directbytebuffer)  # MaxDirectMemorySize，netty/mina等高性能网络通信常用，具体不是很了解                    + java栈 # 需关注，线程数 * ThreadStackSize(Xss)                    + native栈 # 不大，线程数 * VMThreadStackSize + CICompilerCount * CompilerThreadStackSize                    + pc寄存器  # 可忽略                    + jni（如带用c/c++ malloc）# 这个不可控，一般忽略就好    java 8之后Metaspace替代了Perm，从广义堆内转移到广义对外，why?        - Perm连续、固定、jvm启动即claim到max，浪费，不好控制        - 代码实验发现Perm不受Xmx限制`java -Xmx10M -Xmx10M -XX:PermSize=100M -XX:MaxPermSize=100M -version`        - Metaspace的实现类似链式结构，默认值-1(无限大，取决于kernel让用多少)，在fullgc时gc    上面关于广义/狭义内存的定义是参考别人的资料后，自己定义的。。。不喜勿喷        - 官方对于Perm的定义摇摆不定，前后矛盾，让我自己很困惑            正方：在                http://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html                http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/memorymanagement-whitepaper-150215.pdfOne important change in Memory Management in Java 8            反方：不在                https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/management/jconsole.html                https://stackoverflow.com/questions/1262328/how-is-the-java-memory-pool-divided                https://blogs.oracle.com/jonthecollector/presenting-the-permanent-generation                                https://www.yourkit.com/docs/kb/sizes.jsp                https://blog.codecentric.de/en/2010/01/the-java-memory-architecture-1-act/        - 与Metaspace替换Perm有点儿关系吧

综上，我们需要关注下面几类参数是否合理： – 狭义堆内 Xmx – 狭对堆外 MaxDirectMemorySize – Perm/Metaspace MaxPermSize/MaxMetaspaceSize

需关注的选项默认值

- Xmx: 1/4 * 物理内存 # 此处的物理内存为Runtime看到的内存(大多时候是宿主机的内存)- MaxDirectMemorySize    - Xmx 未设置，物理内存    - Xmx 设置了， Xmx - S0(1/10 * Xmx) = 0.9 * Xmx # why? SurvivorRatio默认值8- MaxPermSize: 默认64M        [5.0+ 64 bit: 64M * 1.3 = 85M](http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/vmoptions-jsp-140102.html)- MaxMetaspaceSize: -1，无限制

实验

实验所用容器宿主机器是4核CPU16G内存

  • java 7

      docker run -m 1G -it openjdk:7u181  java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep MaxHeapSize # 结果是 16G / 4 = 4G

  • java 8

      docker run -m 1G -it adoptopenjdk/openjdk8:latest  java -XX:+PrintFlagsFinal -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap -version | grep MaxHeapSize # 结果是 1G / 4 = 256M

  • java 9

      docker run -m 1G -it adoptopenjdk/openjdk9:latest  java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep MaxHeapSize # 结果是 16G / 4 = 4G  java -XX:+PrintFlagsFinal -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap -version | grep MaxHeapSize # 结果是 1G / 4 = 256M

  • java 10

      docker run -m 1G -it adoptopenjdk/openjdk10:latest # 给1G  jshell -v # 启动jshell  java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep MaxHeapSize  # 结果是 1G / 4 = 256

对策

  • java5/6/7/8u131-：务必设置内存选项

      懒人可考虑，虽然也不准确， 参考前面对jvm内存结构的分析  java -Xmx`cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes`

  • java8u131+和java9+

    • java 8u131+和java 9+-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap

    • java 8u191+ UseContainerSupport默认开启，backported；java 9暂未backport这个feature

  • java10+

    • 使用最新版就好了，UseContainerSupport默认开启

扩展

排查工具

  • jvm支持的选项

    • 生产

        java -XX:+PrintFlagsFinal 2>/dev/null

    • 试验

        java -XX:+PrintFlagsFinal -XX:+UnlockExperimentalVMOptions 2>/dev/null | grep experimental

    • 可热更新

        java -XX:+PrintFlagsFinal -XX:+UnlockExperimentalVMOptions 2>/dev/null | grep manageable  如：热开启gc日志          jinfo -flag +PrintGC ${pid} # 官方文档说jinfo是实验工具，截至java 10，它都还在，[不过jhat在java9被去掉了](http://openjdk.java.net/jeps/241)          jinfo -flag +PrintGCDetails ${pid}

  • 容器内执行jstat/jps/jmapOOM问题

      工具类是用C++包装的java代码，它们不识别常规的传给jvm的参数，如最大内存。  在强悍的(超级大内存)宿主机器下，容器内经常因为OOM问题启动不了这些工具。

    • java 6及之前: 通过java调用

        java -cp ${JAVA_HOME}/lib/tools.jar -Xmx100M sun.tools.jstack.JStack ${pid}

    • java 7+

        jstack -J-Xmx100M -v # -J选项给jvm传参数