性能优化-Docker 容器中的 Java 内存使用分析

总第23

2021年 第023篇

Docker 下运行的 Java 应用程序中的内存消耗时遇到了一个有趣的问题。该XMX参数被设置为256M,但Docker监控工具显示几乎两倍多使用的内存

下面我们将尝试了解这种奇怪行为的原因,并找出应用程序实际上消耗了多少内存。

Docker和内存

首先,让我们看一下我用来启动应用程序的 docker 容器参数:

其中当您开始尝试解释docker stats my-app命令的结果时,问题就开始了:

所以,我们只需运行以下命令:

嗯……好奇怪!

PS 说我们的应用程序只消耗375824K / 1024 = 367M。似乎我们的问题多于答案

为什么 docker statsinfo 与ps数据不同?

第一个问题的答案非常简单 - Docker 有一个错误(或一个功能 - 取决于您的心情):它将文件缓存包含在总内存使用信息中。所以,我们可以避免这个指标并使用ps关于 RSS 的信息,并认为我们的应用程序使用367M,而不是 504M (因为文件缓存可以在内存不足的情况下轻松刷新)。

好吧 -但为什么 RSS 比 Xmx 高?这是一个非常有趣的问题!让我们试着找出来。

有JMX

分析 Java 进程最简单的方法是 JMX(这就是我们在容器中启用它的原因)。

理论上,在java应用程序的情况下

其中 OffHeap 由线程堆栈、直接缓冲区、映射文件(库和 jar)和 JVM 代码本身组成;

根据jvisualvm,承诺的堆大小为136M(而只有67M被“使用”)

MetaSapce 大小为68M(使用了 67M)

换句话说,我们必须解释367M - (136M + 67M) = 164M的 OffHeap 内存。

我的应用程序(平均)有30 个实时线程:

这些线程中的每一个都消耗 1M:

所以,这里我们可以再增加30M

应用程序使用 DirectBuffer 的唯一地方是 NIO。就我从 JMX 中看到的而言,它不会消耗大量资源 - 只有98K

但是根据 pmap

我们这里只有20M。

在这里,您应该记住,当您使用 Docker(或任何其他虚拟化)时,“共享”库(libc.so、libjvm.so 等)并不是那么共享的——每个容器都有自己的这些库的副本。

因此,我们仍然需要解释164M - (30M + 20M) = 114M

本机内存跟踪

上面的所有操作都暗示我们 JMX 不是我们想要的工具 :)

我已经-XX:NativeMemoryTracking=summary向 JVM添加了属性,因此我们可以从命令行调用它:

有关 JVM 进程内存的所有信息都在您的屏幕上!如果这不明显,您可以在此处找到有关每个点含义的信息。不要担心“未知”部分 - 似乎 NMT 是一个不成熟的工具,无法处理 CMS GC(当您使用另一个 GC 时,此部分会消失)。

请记住,NMT 显示“已提交”的内存,而不是“常驻”(您通过ps命令获得)。换句话说,一个内存页可以在不考虑为常驻者的情况下被提交(直到它被直接访问)。这意味着非堆区域(堆始终预初始化)的 NMT 结果可能大于 RSS 值

总结

结果,尽管我们将 jvm 堆限制设置为256m,但我们的应用程序消耗了367M。“其他” 164M主要用于存储类元数据、编译代码、线程和 GC 数据。

前三点通常是应用程序的常量,因此唯一随堆大小增加的就是 GC 数据。这种依赖性是线性的,但“k”系数 ( y = kx + b) 远小于 1。例如,在我们的应用程序中,对于 380M的已提交堆,GC 使用78M(在当前示例中,我们有140M 对 48M)。

我能说些什么作为结论?嗯……永远不要把“java”和“micro”放在同一个句子中:) 我在开玩笑——请记住,在 java、linux 和 docker 的情况下处理内存比起初看起来要棘手一些。

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