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JVM内存配置最佳实践

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如果JVM堆空间大小设置过大,可能会导致Linux系统的OOM Killer被激活,进而结束(kill)Java应用进程,在容器环境下可能会表现为频繁异常重启。本文介绍在容器环境下JVM堆参数的配置建议,以及OOM的相关常见问题。

通过-XX:MaxRAMPercentage限制堆大小(推荐)

  • 在容器环境下,Java只能获取服务器的配置,无法感知容器内存限制。您可以通过设置-Xmx来限制JVM堆大小,但该方式存在以下问题:

    • 当规格大小调整后,需要重新设置堆大小参数。

    • 当参数设置不合理时,会出现应用堆大小未达到阈值但容器OOM被强制关闭的情况。

      说明

      应用程序出现OOM问题时,会触发Linux内核的OOM Killer机制。该机制能够监控占用过大内存,尤其是瞬间消耗大量内存的进程,然后它会强制关闭某项进程以腾出内存留给系统,避免系统立刻崩溃。

  • 推荐的JVM参数设置。

    -XX:+UseContainerSupport -XX:InitialRAMPercentage=70.0 -XX:MaxRAMPercentage=70.0 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof

    参数说明如下。

    参数

    说明

    -XX:+UseContainerSupport

    使用容器内存。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。当容器超过内存限制时,会抛出OOM异常,而不是强制关闭容器。

    -XX:InitialRAMPercentage

    设置JVM使用容器内存的初始百分比。建议与-XX:MaxRAMPercentage保持一致,推荐设置为70.0。

    -XX:MaxRAMPercentage

    设置JVM使用容器内存的最大百分比。由于存在系统组件开销,建议最大不超过75.0,推荐设置为70.0。

    -XX:+PrintGCDetails

    输出GC详细信息。

    -XX:+PrintGCDateStamps

    输出GC时间戳。日期形式,例如2019-12-24T21:53:59.234+0800。

    -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log

    GC日志文件路径。需保证Log文件所在容器路径已存在,建议您将该容器路径挂载到NAS目录或收集到SLS,以便自动创建目录以及实现日志的持久化存储。

    -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

    JVM发生OOM时,自动生成Dump文件。

    -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof

    Dump文件路径。需保证Dump文件所在容器路径已存在,建议您将该容器路径挂载到NAS目录,以便自动创建目录以及实现日志的持久化存储。

    说明
    • 使用-XX:+UseContainerSupport参数需JDK 8u191+、JDK 10及以上版本。

    • JDK 11版本下日志相关的参数-XX:+PrintGCDetails-XX:+PrintGCDateStamps-Xloggc:$LOG_PATH/gc.log参数已废弃,请使用参数-Xlog:gc:$LOG_PATH/gc.log代替。

    • Dragonwell 11不支持${POD_IP}变量。

    • 如果您没有将/home/admin/nas容器路径挂载到NAS目录,则必须保证该目录在应用启动前已存在,否则将不会产生日志文件。

通过-Xms -Xmx限制堆大小

  • 您可以通过设置-Xms-Xmx来限制堆大小,但该方式存在以下两个问题:

    • 当规格大小调整后,需要重新设置堆大小参数。

    • 当参数设置不合理时,会出现应用堆大小未达到阈值但容器OOM被强制关闭的情况。

      说明

      应用程序出现OOM问题时,会触发Linux内核的OOM Killer机制。该机制能够监控占用过大内存,尤其是瞬间消耗大量内存的进程,然后它会强制关闭某项进程以腾出内存留给系统,避免系统立刻崩溃。

  • 推荐的JVM参数设置。

    -Xms2048m -Xmx2048m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof

    参数说明如下。

    参数

    说明

    -Xms

    设置JVM初始内存大小。建议与-Xmx相同,避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。

    -Xmx

    设置JVM最大可用内存大小。为避免容器OOM,请为系统预留足够的内存大小。

    -XX:+PrintGCDetails

    输出GC详细信息。

    -XX:+PrintGCDateStamps

    输出GC时间戳。日期形式,例如2019-12-24T21:53:59.234+0800。

    -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log

    GC日志文件路径。需保证Log文件所在容器路径已存在,建议您将该容器路径挂载到NAS目录或收集到SLS,以便自动创建目录以及实现日志的持久化存储。

    -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

    JVM发生OOM时,自动生成Dump文件。

    -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof

    Dump文件路径。需保证Dump文件所在容器路径已存在,建议您将该容器路径挂载到NAS目录,以便自动创建目录以及实现日志的持久化存储。

  • 推荐的堆大小设置。

    内存规格大小

    JVM堆大小

    1 GB

    600 MB

    2 GB

    1434 MB

    4 GB

    2867 MB

    8 GB

    5734 MB

通过ossutil下载堆转储文件

  1. 挂载容器日志目录至NAS。具体操作,请参见设置NAS存储

  2. 设置JVM参数。

    其中Dump文件路径/home/admin/nas为NAS挂载目录:

    -Xms2048m -Xmx2048m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof
  3. 当应用发生OOM时,会生成堆转储文件到NAS挂载目录,您可以利用ossutil工具,将该Dump文件下载到本地进行分析。具体操作,请参见通过日志上传下载诊断应用

常见问题

容器出现137退出码的含义是什么?

当容器使用内存超过限制时,会出现容器OOM,导致容器被强制关闭。此时业务应用内存可能并未达到JVM堆大小上限,所以不会产生Dump日志。建议您调小JVM堆大小的上限,为容器内其他系统组件预留足够多的内存空间。m_exitcode_137

为什么发生OOM却没有生成Dump文件?

当发生OOM Killer时,并不一定会发生JVM OOM,所以不会生成Dump文件。您可以采取以下方式来避免这种情况。

  • 如果是Java应用,可以适当调小JVM的堆内存大小。具体配置,请参见本文。

  • 如果是非Java应用,可以调整实例规格,保证充裕的内存资源。具体配置,请参见变更实例规格

堆大小和规格内存的参数值可以相同吗?

不可以。因为系统自身组件存在内存开销,例如使用SLS进行日志收集(设置日志收集至SLS)时会占用一小部分的内存空间,所以不能将JVM堆大小设置为和规格内存大小相同的数值,需要为这些系统组件预留足够的内存空间。

在JDK 8版本下设置-XX:MaxRAMPercentage值为整数时报错怎么处理?

这是JDK 8的一个Bug。具体信息,请参见Java Bug Database。例如,在JDK 8u191版本下,设置-XX:MaxRAMPercentage=70,此时JVM会启动报错。m_JDK8_bug

解决方案如下:

  • 方式一:设置-XX:MaxRAMPercentage70.0

    说明

    如果您使用了-XX:InitialRAMPercentage-XX:MinRAMPercentage,参数值同样不可设置为整数,需按照方式一的形式来设置。

  • 方式二:升级JDK版本至JDK 10及以上版本。

为什么JVM参数设置了6 GB,但是内存使用率却很低?

虽然JVM参数已设置-Xms6g -Xmx6g,但是操作系统不会马上分配6 GB的物理内存,需要实际使用后才分配。因此,内存使用率在应用启动的时候,会相对较低,后续会出现攀爬现象。

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