java对docker_Java和Docker限制问题

问题一：内存

时至今日，绝大多数产品级应用仍然在使用Java 8(或者更旧的版本)，而这可能会带来问题。Java 8(update 131之前的版本)跟docker无法很好地一起工作。问题是在你的机器上，JVM的可用内存和CPU数量并不是Docker允许你使用的可用内存和CPU数量。

比如，如果你限制了你的Docker容器只能使用100MB内存，但是呢，旧版本的Java并不能识别这个限制。Java看不到这个限制。JVM会要求更多内存，而且远超这个限制。如果使用太多内存，Docker将采取行动并杀死容器内的进程！JAVA进程被干掉了，很明显，这并不是我们想要的。

为了解决这个问题，你需要给Java指定一个最大内存限制。在旧版本的Java(8u131之前)，你需要在容器中通过设置-Xmx来限制堆大小。这感觉不太对，你可不想定义这些限制两次，也不太想在你的容器中来定义。

幸运的是我们现在有了更好的方式来解决这个问题。从Java 9之后(8u131+)，JVM增加了如下标志：-XX:+UnlockExperimentalVMOptions

-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap

这些标志强制JVM检查Linux的cgroup配置，Docker是通过cgroup来实现最大内存设置的。现在，如果你的应用到达了Docker设置的限制(比如500MB)，JVM是可以看到这个限制的。JVM将会尝试GC操作。如果仍然超过内存限制，JVM就会做它该做的事情，抛出OutOfMemoryException。也就是说，JVM能够看到Docker的这些设置。

从Java 10之后(参考下面的测试)，这些体验标志位是默认开启的，也可以使用-XX:+UseContainerSupport来使能(你可以通过设置-XX:-UseContainerSupport来禁止这些行为)。

问题二：CPU

第二个问题是类似的，但它与CPU有关。简而言之，JVM将查看硬件并检测CPU的数量。它会优化你的runtime以使用这些CPUs。但是同样的情况，这里还有另一个不匹配，Docker可能不允许你使用所有这些CPUs。可惜的是，这在Java 8或Java 9中并没有修复，但是在Java 10中得到了解决。

从Java 10开始，可用的CPUs的计算将采用以不同的方式(默认情况下)解决此问题(同样是通过UseContainerSupport)。

Java和Docker的内存处理测试

作为一个有趣的练习，让我们验证并测试Docker如何使用几个不同的JVM版本/标志甚至不同的JVM来处理内存不足。

首先，我们创建一个测试应用程序，它只是简单地“吃”内存并且不释放它。javaimport java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class MemEat {

public static void main(String[] args) {

List l = new ArrayList<>();

while (true) {

byte b[] = new byte[1048576];

l.add(b);

Runtime rt = Runtime.getRuntime();

System.out.println( "free memory: " + rt.freeMemory() );

}

}

}

我们可以启动Docker容器并运行这个应用程序来查看会发生什么。

测试一：Java 8u111

首先，我们将从具有旧版本Java 8的容器开始(update 111)。docker run -m 100m -it java:openjdk-8u111 /bin/bash

我们编译并运行MemEat.java文件：javac MemEat.java

java MemEat...

free memory: 67194416

free memory: 66145824

free memory: 65097232

Killed

正如所料，Docker已经杀死了我们的Java进程。不是我们想要的(！)。你也可以看到输出，Java认为它仍然有大量的内存需要分配。

我们可以通过使用-Xmx标志为Java提供最大内存来解决此问题：javac MemEat.java

java -Xmx100m MemEat...

free memory: 1155664

free memory: 1679936

free memory: 2204208

free memory: 1315752

Exception in thread "main"

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

at MemEat.main(MemEat.java:8)

在提供了我们自己的内存限制之后，进程正常停止，JVM理解它正在运行的限制。然而，问题在于你现在将这些内存限制设置了两次，Docker一次，JVM一次。

测试二：OpenJ9

我最近也在试用OpenJ9，这个免费的替代JVM已经从IBM J9开源，现在由Eclipse维护。 它运行速度快，内存管理非常好，性能卓越，经常可以为我们的微服务节省多达30-50％的内存。这几乎可以将Spring Boot应用程序定义为’micro’了，其运行时间只有100-200mb，而不是300mb+。我打算尽快就此写一篇关于这方面的文章。 但令我惊讶的是，OpenJ9还没有类似于Java 8/9/10+中针对cgroup内存限制的标志(backported)的选项。如果我们将以前的测试用例应用到最新的AdoptAJDK OpenJDK 9 + OpenJ9 build：docker run -m 100m -it adoptopenjdk/openjdk9-openj9 /bin/bash

我们添加OpenJDK标志(OpenJ9会忽略的标志)：java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap

MemEat...

free memory: 83988984

free memory: 82940400

free memory: 81891816

Killed

Oops，JVM再次被Docker杀死。 我真的希望类似的选项将很快添加到OpenJ9中，因为我希望在生产环境中运行这个选项，而不必指定最大内存两次。 Eclipse/IBM正在努力修复这个问题，已经提了issues，甚至已经针对issues提交了PR。

测试三：OpenJ9(Nightly)

有人建议使用OpenJ9的最新nightly版本。docker run -m 100m -it adoptopenjdk/openjdk9-openj9:nightly /bin/bash

最新的OpenJ9夜间版本，它有两个东西： 另一个有问题的PATH参数，需要先解决这个问题 JVM支持新标志UseContainerSupport(就像Java 10一样)export PATH=$PATH:/opt/java/openjdk/jdk-9.0.4+12/bin/javac MemEat.java

java -XX:+UseContainerSupport

MemEat...

free memory: 5864464

free memory: 4815880

free memory: 3443712

free memory: 2391032

JVMDUMP039I Processing dump event "systhrow", detail "java/lang/OutOfMemoryError"

at 2018/05/15 21:32:07 - please wait.JVMDUMP032I

JVM requested System dump using '//core.20180515.213207.62.0001.dmp' in response to an eventJVMDUMP010I

System dump written to //core.20180515.213207.62.0001.dmpJVMDUMP032I

JVM requested Heap dump using '//heapdump.20180515.213207.62.0002.phd' in response to an eventJVMDUMP010I

Heap dump written to //heapdump.20180515.213207.62.0002.phdJVMDUMP032I

JVM requested Java dump using '//javacore.20180515.213207.62.0003.txt' in response to an eventJVMDUMP010I

Java dump written to //javacore.20180515.213207.62.0003.txtJVMDUMP032I

JVM requested Snap dump using '//Snap.20180515.213207.62.0004.trc' in response to an eventJVMDUMP010I

Snap dump written to //Snap.20180515.213207.62.0004.trcJVMDUMP013I

Processed dump event "systhrow", detail "java/lang/OutOfMemoryError".

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

TADAAA，正在修复中！ 奇怪的是，这个标志在OpenJ9中默认没有启用，就像它在Java 10中一样。再说一次：确保你测试了这是你想在一个Docker容器中运行Java。 结论 简言之：注意资源限制的不匹配。测试你的内存设置和JVM标志，不要假设任何东西。 如果您在Docker容器中运行Java，请确保你设置了Docker内存限制和在JVM中也做了限制，或者你的JVM能够理解这些限制。 如果您无法升级您的Java版本，请使用-Xmx设置您自己的限制。 对于Java 8和Java 9，请更新到最新版本并使用：-XX：+UnlockExperimentalVMOptions

-XX：+UseCGroupMemoryLimitForHeap

对于Java 10，确保它支持’UseContainerSupport’(更新到最新版本)。

对于OpenJ9(我强烈建议使用，可以在生产环境中有效减少内存占用量)，现在使用-Xmx设置限制，但很快会出现一个支持UseContainerSupport标志的版本。

总结

以上是生活随笔为你收集整理的java对docker_Java和Docker限制问题的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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