docker 容器内java进程使用超出容器限制
背景
当您的业务是使用Java开发，且设置的JVM堆空间过小时，程序会出现系统内存不足OOM（Out of Memory）的问题。特别是在容器环境下，不合理的JVM堆参数设置会导致各种异常现象产生，例如应用堆大小还未到达设置阈值或规格限制，就因为OOM导致重启等。
通过-XX:MaxRAMPercentage限制堆大小（推荐）
在容器环境下，Java只能获取服务器的配置，无法感知容器内存限制。您可以通过设置-Xmx来限制JVM堆大小，但该方式存在以下问题：
当规格大小调整后，需要重新设置堆大小参数。
当参数设置不合理时，会出现应用堆大小未达到阈值但容器OOM被强制关闭的情况。
检查当前java支持的参数
root@node130:# java -XX:+PrintFlagsFinal
[Global flags]
intx ActiveProcessorCount = -1 {product}
uintx AdaptiveSizeDecrementScaleFactor = 4 {product}
uintx AdaptiveSizeMajorGCDecayTimeScale = 10 {product}
uintx AdaptiveSizePausePolicy = 0 {product}
uintx AdaptiveSizePolicyCollectionCostMargin = 50 {product}
uintx AdaptiveSizePolicyInitializingSteps = 20 {product}
uintx AdaptiveSizePolicyOutputInterval = 0 {product}
uintx AdaptiveSizePolicyWeight = 10 {product}
uintx AdaptiveSizeThroughPutPolicy = 0 {product}
uintx AdaptiveTimeWeight = 25 {product}
bool AdjustConcurrency = false {product}
bool AggressiveHeap = false {product}
bool AggressiveOpts = false {product}
intx AliasLevel = 3 {C2 product}
bool AlignVector = false {C2 product}
intx AllocateInstancePrefetchLines = 1 {product}
intx AllocatePrefetchDistance = 192 {product}
intx AllocatePrefetchInstr = 3 {product}
intx AllocatePrefetchLines = 4 {product}
intx AllocatePrefetchStepSize = 64 {product}
intx AllocatePrefetchStyle = 1 {product}
bool AllowJNIEnvProxy = false {product}
bool AllowNonVirtualCalls = false {product}
bool AllowParallelDefineClass = false {product}
bool AllowUserSignalHandlers = false {product}
bool AlwaysActAsServerClassMachine = false {product}
bool AlwaysCompileLoopMethods = false {product}
bool AlwaysLockClassLoader = false {product}
bool AlwaysPreTouch = false {product}
bool AlwaysRestoreFPU = false {product}
bool AlwaysTenure = false {product}
bool AssertOnSuspendWaitFailure = false {product}
bool AssumeMP = false {product}
........
Usage: java [-options] class [args...]
(to execute a class)
or java [-options] -jar jarfile [args...]
(to execute a jar file)
where options include:
-d32 use a 32-bit data model if available
-d64 use a 64-bit data model if available
-server to select the "server" VM
The default VM is server,
because you are running on a server-class machine.
-cp <class search path of directories and zip/jar files>
-classpath <class search path of directories and zip/jar files>
A : separated list of directories, JAR archives,
and ZIP archives to search for class files.
-D<name>=<value>
set a system property
-verbose:[class|gc|jni]
enable verbose output
-version print product version and exit
-version:<value>
Warning: this feature is deprecated and will be removed
in a future release.
require the specified version to run
-showversion print product version and continue
-jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search
Warning: this feature is deprecated and will be removed
in a future release.
include/exclude user private JREs in the version search
-? -help print this help message
-X print help on non-standard options
-ea[:<packagename>...|:<classname>]
-enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
enable assertions with specified granularity
-da[:<packagename>...|:<classname>]
-disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
disable assertions with specified granularity
-esa | -enablesystemassertions
enable system assertions
-dsa | -disablesystemassertions
disable system assertions
-agentlib:<libname>[=<options>]
load native agent library <libname>, e.g. -agentlib:hprof
see also, -agentlib:jdwp=help and -agentlib:hprof=help
-agentpath:<pathname>[=<options>]
load native agent library by full pathname
-javaagent:<jarpath>[=<options>]
load Java programming language agent, see java.lang.instrument
-splash:<imagepath>
show splash screen with specified image
See http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html for more details.
- 推荐的JVM参数设置
-XX:+UseContainerSupport
-XX:InitialRAMPercentage=70.0
-XX:MaxRAMPercentage=70.0
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCDateStamps
-Xloggc:/tmp/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=/tmp/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof
- 参数说明如下。
-XX:+UseContainerSupport 使用容器内存。允许JVM从主机读取cgroup限制，例如可用的CPU和RAM，并进行相应的配置。当容器超过内存限制时，会抛出OOM异常，而不是强制关闭容器。
-XX:InitialRAMPercentage 设置JVM使用容器内存的初始百分比。建议与-XX:MaxRAMPercentage保持一致，推荐设置为70.0。
-XX:MaxRAMPercentage 设置JVM使用容器内存的最大百分比。由于存在系统组件开销，建议最大不超过75.0，推荐设置为70.0。
-XX:+PrintGCDetails 输出GC详细信息。
-XX:+PrintGCDateStamps 输出GC时间戳。日期形式，例如2019-12-24T21:53:59.234+0800。
-Xloggc:/tmp/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log GC日志文件路径。需保证Log文件所在容器路径已存在，建议您将该容器路径挂载到NAS目录或收集到SLS，以便自动创建目录以及实现日志的持久化存储。
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError JVM发生OOM时，自动生成DUMP文件。
-XX:HeapDumpPath=/tmp/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof DUMP文件路径。需保证DUMP文件所在容器路径已存在，建议您将该容器路径挂载到NAS目录，以便自动创建目录以及实现日志的持久化存储。
说明
使用-XX:+UseContainerSupport参数需JDK 8u191+、JDK 10及以上版本。
JDK 11版本下日志相关的参数-XX:+PrintGCDetails、-XX:+PrintGCDateStamps、-Xloggc:$LOG_PATH/gc.log参数已废弃，请使用参数-Xlog:gc:$LOG_PATH/gc.log代替。
Dragonwell 11暂不支持${POD_IP} 变量。
如果您没有将/home/admin/nas容器路径挂载到NAS目录，则必须保证该目录在应用启动前已存在，否则将不会产生日志文件。
通过-Xms -Xmx限制堆大小
您可以通过设置-Xms和-Xmx来限制堆大小，但该方式存在以下两个问题：
当规格大小调整后，需要重新设置堆大小参数。
当参数设置不合理时，会出现应用堆大小未达到阈值但容器OOM被强制关闭的情况。
说明 应用程序出现OOM问题时，会触发Linux内核的OOM Killer机制。该机制能够监控占用过大内存，尤其是瞬间消耗大量内存的进程，然后它会强制关闭某项进程以腾出内存留给系统，避免系统立刻崩溃。
-Xms2048m -Xmx2048m
- 参数说明如下。
-Xms 设置JVM初始内存大小。建议与-Xmx相同，避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。
-Xmx 设置JVM最大可用内存大小。为避免容器OOM，请为系统预留足够的内存大小。
推荐的堆大小设置。
内存规格大小 JVM堆大小
1.5G -Xmx1008M -Xms1008M -Xmm336M -XX:MaxMetaspaceSize=128M -XX:MetaspaceSize=128M
2 GB -Xmx1344M -Xms1344M -Xmm448M -XX:MaxMetaspaceSize=192M -XX:MetaspaceSize=192M
3 GB -Xmx2048M -Xms2048M -Xmm768M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:MetaspaceSize=256M
4 GB -Xmx2688M -Xms2688M -Xmm960M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:MetaspaceSize=256M
5 GB -Xmx3392M -Xms3392M -Xmm1216M -XX:MaxMetaspaceSize=512M -XX:MetaspaceSize=512M
6 GB -Xmx4096M -Xms4096M -Xmm1536M -XX:MaxMetaspaceSize=512M -XX:MetaspaceSize=512M
7 GB -Xmx4736M -Xms4736M -Xmm1728M -XX:MaxMetaspaceSize=512M -XX:MetaspaceSize=512M
8 GB -Xmx5440M -Xms5440M -XX:MaxMetaspaceSize=512M -XX:MetaspaceSize=512M
