如何防止Java超出容器内存限制？

Question

我正在Docker容器中运行一个Java程序，该容器具有4GB的硬内存限制。我已将最大堆设置为3GB，但仍然超出限制，并被杀死(OOMKilled)。 我的问题是: 如何配置Java以遵守设置的容器限制，并抛出OutOfMemoryException而不是尝试分配超出限制并被主机内核处理？ 更新: 我是一名经验丰富的Java开发人员，并且对JVM有相当的了解。我知道如何设置最大堆，但我想知道是否有一种方法可以将JVM进程从操作系统中要求的总内存限制。

- Geert Schuring

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你能分享一下你用来运行JVM的完整命令吗？ - BackSlash

@GeertSchuring 我们需要看看您是如何做到的。请分享完整的命令。 - BackSlash

这会触发一个“错误”，在出现“OOME”后，你很难恢复。为了防止JVM使用过多的内存，你需要减少应用程序中的内存消耗，或者升级分配更多内存的容器。 - AxelH

不要解释你认为自己做了什么。写下你正在使用的精确命令行（可能还要加上你正在使用的精确JRE版本）。 - GhostCat

请编辑您的问题，包括 java 控制台命令。对于未来的读者来说，评论中的更新可能不够明显。谢谢！ - halfer

Answer 1

当Java应用程序在容器内执行时，JVM自适应（负责根据主机的能力动态分配资源）不知道它正在容器内运行，并且它计算要由Java应用程序使用的资源数量是基于执行容器的主机。鉴于此，即使您设置了容器限制，JVM也将以主机的资源为基础进行计算。

从JDK 8u131+和JDK 9开始，有一种实验性的VM选项，允许JVM自适应从CGgroups中读取内存值。要启用它，您必须向JVM传递以下标志：

-XX:+UnlockExperimentalVMOptions和-XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap 如果您启用这些标志，JVM将意识到它正在容器内运行，并使JVM自适应根据容器限制而不是主机的能力来计算应用程序的资源。

启用标志：

$ java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap -jar app.jar

您可以使用环境变量来动态传递JVM选项给容器。

例如:

运行应用程序的命令将会像这样:

 $ java ${JAVA_OPTIONS} -jar app.jar

而 docker run 命令需要像这样传递 ENV 变量：

$ docker run -e JAVA_OPTIONS="-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap" myJavaImage

希望这能有所帮助！

- Fabian Rivera

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即使您对容器设置了限制，JVM 也会将主机的资源作为计算基础，这一点并不重要。明白了。(1)但这不是无视了名称空间和cgroups的全部意义吗？(2)从维基百科上可以看出，cgroup namespace类型自2016年3月以来就已经存在于Linux 4.6中。那么，这种新的cgroup namespace有什么意义呢？为什么应用程序（如JVM）需要关心添加容器支持？Docker引擎，例如containerd应默认具备此功能。这确实有些难以理解。 - user14305942

Answer 2

除了Fabian Rivera的回答外，我发现Java 10对于在容器中运行没有任何自定义启动参数有很好的支持。默认情况下，它使用容器内存的25%作为堆，这可能对一些用户来说有点低。您可以使用以下参数更改此设置：

-XX:MaxRAMPercentage=50

要尝试 Java 10，请运行以下 Docker 命令:

docker run -it --rm -m1g --entrypoint bash openjdk:10-jdk

它将为您提供一个bash环境，您可以在其中运行JDK中的可执行文件。例如，要运行一个小脚本，您可以像这样使用jrunscript：

jrunscript -e "print(Packages.java.lang.Runtime.getRuntime().maxMemory()/(1<<20) + 'M')"

这将显示堆大小（以MB为单位）。要更改用于堆的总容器内存百分比，请添加MaxRAMPercentage参数，如下所示：

jrunscript -J-XX:MaxRAMPercentage=50 -e "print(Packages.java.lang.Runtime.getRuntime().maxMemory()/(1<<20) + 'M')"

现在您可以尝试调整容器的大小和堆的最大百分比。

- Geert Schuring

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"-XX:+PrintFlagsFinal"似乎不起作用。它仍然显示主机配置。这是为什么呢？ - RamPrakash