本篇內(nèi)容介紹了“如何在Docker里跑Java”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

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背景：眾所周知，當(dāng)我們執(zhí)行沒(méi)有任何調(diào)優(yōu)參數(shù)（如“java-jar mypplication-fat.jar”）的 Java 應(yīng)用程序時(shí)，JVM 會(huì)自動(dòng)調(diào)整幾個(gè)參數(shù)，以便在執(zhí)行環(huán)境中具有最佳性能。

但是許多開(kāi)發(fā)者發(fā)現(xiàn)，如果讓 JVM ergonomics (即JVM人體工程學(xué)，用于自動(dòng)選擇和行為調(diào)整)對(duì)垃圾收集器、堆大小和運(yùn)行編譯器使用默認(rèn)設(shè)置值，運(yùn)行在 Linux 容器（docker,rkt,runC,lxcfs 等）中的 Java 進(jìn)程會(huì)與我們的預(yù)期表現(xiàn)嚴(yán)重不符。

懶人超精簡(jiǎn)閱讀版：

a.JVM 做不了內(nèi)存限制，一旦超出資源限制，容器就會(huì)出錯(cuò)

b.即使你多給些內(nèi)存資源，也沒(méi)什么卵用，只會(huì)錯(cuò)上加錯(cuò)

c.解決方案：用 Dockfile 中的環(huán)境變量來(lái)定義 JVM 的額外參數(shù)

d.更進(jìn)一步：使用由 Fabric8 社區(qū)提供的基礎(chǔ) Docker 鏡像來(lái)定義 Java 應(yīng)用程序,將始終根據(jù)容器調(diào)整堆大小

詳細(xì)全文：

我們往往把容器當(dāng)虛擬機(jī)，讓它定義一些虛擬 CPU 和虛擬內(nèi)存。其實(shí)容器更像是一種隔離機(jī)制：它可以讓一個(gè)進(jìn)程中的資源（CPU，內(nèi)存，文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)等）與另一個(gè)進(jìn)程中的資源完全隔離。Linux 內(nèi)核中的 cgroups 功能用于實(shí)現(xiàn)這種隔離。

然而，一些從執(zhí)行環(huán)境收集信息的應(yīng)用程序已經(jīng)在 cgroups 存在之前就被執(zhí)行了?！皌op”，“free”，“ps”，甚至 JVM 等工具都沒(méi)有針對(duì)在容器內(nèi)執(zhí)行高度受限的 Linux 進(jìn)程進(jìn)行優(yōu)化。

1.存在的問(wèn)題

為了演示，我用“docker-machine create -d virtualbox –virtualbox-memory ‘1024’ docker1024”在1GB RAM 的虛擬機(jī)中創(chuàng)建了 docker daemon。接下來(lái)，在一個(gè)虛擬內(nèi)存為100MB 的容器里面跑三個(gè)不同的Linux distribution，執(zhí)行 “free -h”命令，結(jié)果是：它們都顯示了995MB 的總內(nèi)存。

即使在 Kubernetes / OpenShift 集群中，結(jié)果也類(lèi)似。

我在一個(gè)15GB 內(nèi)存的集群中跑一個(gè) Kubernetes Pod ，并將 Pod 的內(nèi)存限制為512M （通過(guò)“kubectl run mycentos –image=centos -it –limits=’memory=512Mi'”命令實(shí)現(xiàn)），最后顯示的總內(nèi)存卻是14GB。

如果想知道為什么會(huì)發(fā)生這種情況，建議您閱讀博客“Memoryinside Linux containers – Or why don’t free and top work in a Linux container?”(https://fabiokung.com/2014/03/13/memory-inside-linux-containers/)

docker switches（-m，-memory和-memory-swap）和kubernetes switch（–limits）在進(jìn)程超過(guò)限制的情況下，會(huì)指示 Linux 內(nèi)核殺死該進(jìn)程；但 JVM 是完全不知道限制，所以在進(jìn)程超過(guò)限制的時(shí)候，糟糕的事情就發(fā)生了！

為了模擬在超過(guò)指定的內(nèi)存限制后被殺死的進(jìn)程，我們可以通過(guò)“docker run -it –name mywildfly -m=50m jboss/wildfly” 命令在50MB 內(nèi)存限制的容器中跑WildFly應(yīng)用 server，用 “dockerstats” 命令來(lái)檢查容器限制。

但是在幾秒鐘之后，Wildfly 的容器執(zhí)行將被中斷并顯示：*** JBossAS process (55) received KILL signal ***

“docker inspect mywildfly -f ‘{{json.State}}'” 命令顯示由于 OOM（內(nèi)存不足），該容器已被殺死。注意容器 “state” 中的OOMKilled = true。

2.JAVA的應(yīng)用程序是如何被影響的？

在docker daemon里用 Dockerfile 中定義的參數(shù)-XX：+ PrintFlagsFinal和-XX：+ PrintGCDetails起一個(gè) java 應(yīng)用。

其中 machine:1GB RAM 容器內(nèi)存：限制為150M （對(duì)于這個(gè)Spring Boot應(yīng)用，似乎夠用）

這些參數(shù)允許我們讀取初始JVM人機(jī)工程學(xué)參數(shù)，并了解有關(guān)垃圾收集（GC）執(zhí)行的詳細(xì)信息。

動(dòng)手試一下：

我已經(jīng)在“/ api / memory /”上準(zhǔn)備了一個(gè)端點(diǎn)，它使用 String 對(duì)象加載 JVM 內(nèi)存來(lái)模擬消耗大量?jī)?nèi)存的操作。我們來(lái)調(diào)用一次：

此端點(diǎn)將回復(fù)“分配超過(guò)80％（219.8 MiB）的最大允許 JVM 內(nèi)存大小（241.7 MiB）”

在這里我們可以提至少兩個(gè)問(wèn)題：

• 為什么JVM最大允許內(nèi)存241.7 MiB？

• 如果這個(gè)容器將內(nèi)存限制為150MB，那為什么它允許Java分配近220MB？

首先，我們需要回顧一下 JVM 人機(jī)工程學(xué)頁(yè)面上關(guān)于“最大堆大小”的內(nèi)容:是物理內(nèi)存的1/4。由于 JVM 不知道它在一個(gè)容器內(nèi)執(zhí)行，所以允許最大堆大小將接近260MB。鑒于我們?cè)谌萜鞒跏蓟陂g添加了-XX：+ PrintFlagsFinal標(biāo)志，我們可以檢查這個(gè)值：

其次，我們需要了解，當(dāng)我們?cè)?docker 命令行中使用參數(shù)“-m 150M”時(shí)，docker daemon將在RAM中限制150M ，在 Swap 中限制為150M。因此，該過(guò)程可以分配300M。這就解釋了為什么我們的進(jìn)程沒(méi)有被殺死。

docker 命令行中的內(nèi)存限制（-memory）和swap（-memory-swap）之間的更多組合可以在這里(https://docs.docker.com/engine/reference/run/#example-run-htop-inside-a-container)找到。

3.提供更多內(nèi)存是否靠譜？

不了解問(wèn)題的開(kāi)發(fā)者往往認(rèn)為環(huán)境不能為執(zhí)行 JVM 提供足夠的內(nèi)存。所以通常的解決辦法是提供更多內(nèi)存，這實(shí)際上會(huì)使事情變得更糟。

我們假設(shè)將 daemon 從1GB 更改為8GB （使用“docker-machinecreate -d virtualbox –virtualbox-memory ‘8192’ docker8192”創(chuàng)建），并將容器內(nèi)存從150M 更改為800M ：

請(qǐng)注意這次， “curl http://`docker-machine ipdocker8192`:8080/api/memory” 命令甚至沒(méi)有執(zhí)行完，因?yàn)樵?GB 環(huán)境中計(jì)算的 JVM 的MaxHeapSize 為2092957696字節(jié)（?2GB）。檢查 “docker logs mycontainer|grep -i MaxHeapSize”

該應(yīng)用將嘗試分配超過(guò)1.6GB 的內(nèi)存，這超出了此容器的限制（RAM 中的800MB + Swap中的800MB），并且該進(jìn)程將被殺掉。

很顯然，用增加內(nèi)存且讓 JVM 自定義參數(shù)的方式在容器里跑Java，不是什么好主意。 在容器內(nèi)部運(yùn)行 Java 應(yīng)用程序時(shí)，我們應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用程序需求和容器限制設(shè)置最大堆大小（-Xmx參數(shù)）。

4.解決方案

Dockerfile 的一個(gè)細(xì)微變化允許用戶(hù)指定一個(gè)環(huán)境變量來(lái)定義 JVM 的額外參數(shù)。 檢查以下行：

現(xiàn)在我們可以使用 JAVA_OPTIONS 環(huán)境變量來(lái)通知 JVM 堆的大小。對(duì)于這個(gè)應(yīng)用程序，300M 就夠了。稍后可以檢查日志并獲取314572800字節(jié)（300MBi）的值

對(duì)于docker，您可以使用“-e”switch指定環(huán)境變量。

在Kubernetes中，您可以使用switch “-env = [key = value]”設(shè)置環(huán)境變量：

再進(jìn)一步

如果可以根據(jù)容器限制自動(dòng)計(jì)算堆的值，該怎么做？

使用由Fabric8社區(qū)提供的基礎(chǔ)Docker鏡像，就可以搞定。這個(gè)鏡像 fabric8 / java-jboss-openjdk8-jdk 使用一個(gè)腳本來(lái)計(jì)算容器限制，并使用50％的可用內(nèi)存作為上限。 請(qǐng)注意，這個(gè)50％的內(nèi)存比可以被復(fù)寫(xiě)。 您還可以使用此鏡像來(lái)啟用/禁用調(diào)試，診斷等。

下面一起看看 Dockerfile 是如何作用于這個(gè) Spring Boot 應(yīng)用程序：

搞定！現(xiàn)在，無(wú)論容器內(nèi)存限制是多少，我們的 Java 應(yīng)用程序?qū)⑹冀K根據(jù)容器調(diào)整堆大小，而不是根據(jù) daemon 調(diào)整堆大小。

“如何在Docker里跑Java”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！