在容器内运行JVM时内存的问题

本文内容来自redhat某个人的文章

首先声明了一个事实，docker容器的-m，kubernets的-limits都可以用来限制内存。当进程使用的内存超过限制时，会收到内核发来的KILL信号。但是JVM完全不知道自己运行在容器内。

那么就有了一个问题“JVM内存超过容器限制的内存会怎样”。

作者做了一个实验，实验流程如下。使用如下命令启动了一个jboss的wildfly服务器，内存限制是50m

docker run -it –name mywildfly -m=50m jboss/wildfly

docker state 显示的信息如下

但是在一会后，Wildfly容器执行被中断，然后打印出信息如下

*** JBossAS process (55) received KILL signal ***

执行 docker inspect mywildfly -f ‘{{json .State}}' 查看容器信息

注意到 OOMKilled=true

 然后作者又做了另外一个样例。使用springboot开接口生成字符串。（启动参数加上 -XX:+PrintFlagsFinal ）

docker run -it --rm --name mycontainer150 -p 8080:8080 -m 150M rafabene/java-container:openjdk

然后发生一个神奇的现象，-m=150m，但是JVM最大内存却到了241.7MB，内存使用219.8MB。

俩个问题。

1.为什么最大内存是241.7MB

2.-m=150M，为什么允许Java内存到220MB？

根据JVM9的自动设置参数文档，最大堆内存表示物理内存的四分之一。因为JVM感知不到容器的存在，所以会使用宿主机的信息来计算，如下查看参数信息

docker logs mycontainer150|grep -i MaxHeapSize
uintx MaxHeapSize := 262144000 {product}

-m150m，为什么Java能开到220MB？根据Docker文档，-m150m表示限制物理内存150M和150M虚拟内存。所以，俩个加起来总共是300M。这就是Java没有收到Kill的原因。

回到刚开始的问题。“JVM内存超过容器限制的内存会怎样”。会被Kill掉，那么如何让JVM感知到容器内存的限制？

解决方案：

使用 fabric8/java-jboss-openjdk8-jdk 镜像（此镜像已经废弃，最新的是这个），意思是这个镜像会使用脚本计算容器的限制，并且只使用可用内存的百分之50。

　　注意：是百分之50，刚好是物理内存的限制，这样JVM是最优的，没有内存页被交换到磁盘。

Dockerfile如下

FROM fabric8/java-jboss-openjdk8-jdk:1.4.0

ENV JAVA_APP_JAR java-container.jar
ENV AB_OFF true

EXPOSE 8080

ADD target/$JAVA_APP_JAR /deployments/

下面是Java9的解决方案。

如果你使用Java9，你可以显示设置JVM参数，-XX:+UnlockExperimentalVMOptions ，-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap  来让JVM自动配置读取到CGgroups的真实内存值。

　　注意：此时还是使用物理内存值的四分之一。

$ docker run -d --name mycontainer8g-jdk9 -p 8080:8080 -m 600M rafabene/java-container:openjdk-cgroup

$ docker logs mycontainer8g-jdk9|grep MaxHeapSize
size_t MaxHeapSize = 157286400 {product} {ergonomic}

下面是Java10的解决方案。

如果你使用Java10自动解决了这个，能自动感知到运行在容器内。那么-XX:+UnlockExperimentalVMOptions ，-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap 这俩个参数就可以不要了。

如果加上这个参数，会看到如下警告

Option UseCGroupMemoryLimitForHeap was deprecated in version 10.0 and will likely be removed in a future release.

$ docker run -it --name mycontainer -p 8080:8080 -m 600M rafabene/java-container:openjdk10