[轉帖]JVM內存配置最佳實踐

 

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如果JVM堆空間大小設置過大，可能會導致Linux系統的OOM Killer被激活，進而結束（kill）Java應用進程，在容器環境下可能會表現爲頻繁異常重啓。本文介紹在容器環境下JVM堆參數的配置建議，以及OOM的相關常見問題。

通過-XX:MaxRAMPercentage限制堆大小（推薦）

• 在容器環境下，Java只能獲取服務器的配置，無法感知容器內存限制。您可以通過設置-Xmx來限制JVM堆大小，但該方式存在以下問題：

  • 當規格大小調整後，需要重新設置堆大小參數。

  • 當參數設置不合理時，會出現應用堆大小未達到閾值但容器OOM被強制關閉的情況。

    說明

    應用程序出現OOM問題時，會觸發Linux內核的OOM Killer機制。該機制能夠監控佔用過大內存，尤其是瞬間消耗大量內存的進程，然後它會強制關閉某項進程以騰出內存留給系統，避免系統立刻崩潰。

• 推薦的JVM參數設置。

   

   

  -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

  參數說明如下。

  參數	說明
  -XX:+UseContainerSupport	使用容器內存。允許JVM從主機讀取cgroup限制，例如可用的CPU和RAM，並進行相應的配置。當容器超過內存限制時，會拋出OOM異常，而不是強制關閉容器。
  -XX:InitialRAMPercentage	設置JVM使用容器內存的初始百分比。建議與-XX:MaxRAMPercentage保持一致，推薦設置爲70.0。
  -XX:MaxRAMPercentage	設置JVM使用容器內存的最大百分比。由於存在系統組件開銷，建議最大不超過75.0，推薦設置爲70.0。
  -XX:+PrintGCDetails	輸出GC詳細信息。
  -XX:+PrintGCDateStamps	輸出GC時間戳。日期形式，例如2019-12-24T21:53:59.234+0800。
  -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log	GC日誌文件路徑。需保證Log文件所在容器路徑已存在，建議您將該容器路徑掛載到NAS目錄或收集到SLS，以便自動創建目錄以及實現日誌的持久化存儲。
  -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	JVM發生OOM時，自動生成Dump文件。
  -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof	Dump文件路徑。需保證Dump文件所在容器路徑已存在，建議您將該容器路徑掛載到NAS目錄，以便自動創建目錄以及實現日誌的持久化存儲。

  說明

  • 使用-XX:+UseContainerSupport參數需JDK 8u191+、JDK 10及以上版本。

  • JDK 11版本下日誌相關的參數-XX:+PrintGCDetails、-XX:+PrintGCDateStamps、-Xloggc:$LOG_PATH/gc.log參數已廢棄，請使用參數-Xlog:gc:$LOG_PATH/gc.log代替。

  • Dragonwell 11不支持${POD_IP}變量。

  • 如果您沒有將/home/admin/nas容器路徑掛載到NAS目錄，則必須保證該目錄在應用啓動前已存在，否則將不會產生日誌文件。

通過-Xms -Xmx限制堆大小

• 您可以通過設置-Xms和-Xmx來限制堆大小，但該方式存在以下兩個問題：

  • 當規格大小調整後，需要重新設置堆大小參數。

  • 當參數設置不合理時，會出現應用堆大小未達到閾值但容器OOM被強制關閉的情況。

    說明

    應用程序出現OOM問題時，會觸發Linux內核的OOM Killer機制。該機制能夠監控佔用過大內存，尤其是瞬間消耗大量內存的進程，然後它會強制關閉某項進程以騰出內存留給系統，避免系統立刻崩潰。

• 推薦的JVM參數設置。

   

   

  -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

  參數說明如下。

  參數	說明
  -Xms	設置JVM初始內存大小。建議與-Xmx相同，避免每次垃圾回收完成後JVM重新分配內存。
  -Xmx	設置JVM最大可用內存大小。爲避免容器OOM，請爲系統預留足夠的內存大小。
  -XX:+PrintGCDetails	輸出GC詳細信息。
  -XX:+PrintGCDateStamps	輸出GC時間戳。日期形式，例如2019-12-24T21:53:59.234+0800。
  -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log	GC日誌文件路徑。需保證Log文件所在容器路徑已存在，建議您將該容器路徑掛載到NAS目錄或收集到SLS，以便自動創建目錄以及實現日誌的持久化存儲。
  -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	JVM發生OOM時，自動生成Dump文件。
  -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof	Dump文件路徑。需保證Dump文件所在容器路徑已存在，建議您將該容器路徑掛載到NAS目錄，以便自動創建目錄以及實現日誌的持久化存儲。

• 推薦的堆大小設置。

  內存規格大小	JVM堆大小
  1 GB	600 MB
  2 GB	1434 MB
  4 GB	2867 MB
  8 GB	5734 MB

通過ossutil下載堆轉儲文件

1. 掛載容器日誌目錄至NAS。具體操作，請參見設置NAS存儲。

2. 設置JVM參數。

   其中Dump文件路徑/home/admin/nas爲NAS掛載目錄：

    

    

   -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. 當應用發生OOM時，會生成堆轉儲文件到NAS掛載目錄，您可以利用ossutil工具，將該Dump文件下載到本地進行分析。具體操作，請參見通過日誌上傳下載診斷應用。

常見問題

容器出現137退出碼的含義是什麼？

當容器使用內存超過限制時，會出現容器OOM，導致容器被強制關閉。此時業務應用內存可能並未達到JVM堆大小上限，所以不會產生Dump日誌。建議您調小JVM堆大小的上限，爲容器內其他系統組件預留足夠多的內存空間。

爲什麼發生OOM卻沒有生成Dump文件？

當發生OOM Killer時，並不一定會發生JVM OOM，所以不會生成Dump文件。您可以採取以下方式來避免這種情況。

• 如果是Java應用，可以適當調小JVM的堆內存大小。具體配置，請參見本文。

• 如果是非Java應用，可以調整實例規格，保證充裕的內存資源。具體配置，請參見變更實例規格。

堆大小和規格內存的參數值可以相同嗎？

不可以。因爲系統自身組件存在內存開銷，例如使用SLS進行日誌收集（設置日誌收集至SLS）時會佔用一小部分的內存空間，所以不能將JVM堆大小設置爲和規格內存大小相同的數值，需要爲這些系統組件預留足夠的內存空間。

在JDK 8版本下設置-XX:MaxRAMPercentage值爲整數時報錯怎麼處理？

這是JDK 8的一個Bug。具體信息，請參見Java Bug Database。例如，在JDK 8u191版本下，設置-XX:MaxRAMPercentage=70，此時JVM會啓動報錯。

解決方案如下：

• 方式一：設置-XX:MaxRAMPercentage爲70.0。

  說明

  如果您使用了-XX:InitialRAMPercentage或-XX:MinRAMPercentage，參數值同樣不可設置爲整數，需按照方式一的形式來設置。

• 方式二：升級JDK版本至JDK 10及以上版本。

爲什麼JVM參數設置了6 GB，但是內存使用率卻很低？

雖然JVM參數已設置-Xms6g -Xmx6g，但是操作系統不會馬上分配6 GB的物理內存，需要實際使用後才分配。因此，內存使用率在應用啓動的時候，會相對較低，後續會出現攀爬現象。

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文檔	說明
JVM參數配置說明	介紹典型的JVM配置參數，例如調優堆棧內存與調優回收器GC。
設置啓動命令	如果在啓動前需要進行特殊配置，或者不採用預設的啓動參數，可以通過SAE設置容器啓動和運行時所需要的命令。