Container และ Java เกี่ยวข้องกันอย่างไร?

สำหรับผู้ที่ได้อ่านเกี่ยวกับคอนเทนเนอร์และ Docker แล้วแต่ไม่เข้าใจว่า Java เชื่อมโยงกับคอนเทนเนอร์ได้อย่างไร ก่อนอื่น มารีเฟรชหน่วยความจำของเราเกี่ยวกับหน่วยความจำ Java กัน ก่อน ฉันขอเตือนคุณว่าหน่วยความจำประกอบด้วย Stack และ Heap ซึ่งใช้ RAM (หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม) ของเซิร์ฟเวอร์ เมื่อพูดถึงหน่วยความจำเพิ่มเติม เราจะหมายถึง RAM ทีนี้มาดูคอนเทนเนอร์แบบหน้าตัดกัน ไม่ ไม่แน่นอน เราไม่สนใจก้นและต้นขา เราจะดูที่โครงสร้างความจำในคอนเทนเนอร์ดีกว่า มันสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน: • หน่วยความจำฮีป – ฮีปนั้นเอง; • Off Heap คือทุกสิ่งที่ไม่อยู่ในฮีป • OS Overhead คือโอเวอร์เฮดของหน่วยความจำสำหรับการดำเนินการกระบวนการต่างๆ ภายในคอนเทนเนอร์ สมมติว่า: เราได้จัดสรร 1 Gb ให้กับคอนเทนเนอร์ โดยในรูปจะเป็นContainer Limit - ขอบเขตของมันจะระบุด้วยสี่เหลี่ยมสีน้ำเงิน เราจัดสรร 80% นั่นคือ 0.8 Gb สำหรับหน่วยความจำ Java ในคอนเทนเนอร์และHeapเอาเราไปประมาณ 80% ของคอนเทนเนอร์นั่นคือไม่น้อยกว่า 0.8 Gb มากนักเนื่องจากOS Overhead เป็นส่วนหนึ่งของทรัพยากร (โอเวอร์เฮด) สำหรับการรักษากระบวนการ เหลือประมาณ 20% ของคอนเทนเนอร์สำหรับทุกสิ่งที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับฮีป ( Off Heap ) พื้นที่ที่ใช้ในรูปแสดงพื้นที่หน่วยความจำที่ใช้สำหรับการรันแอปพลิเคชัน ตอนนี้เราต้องพูดถึงสถานการณ์ที่หน่วยความจำในคอนเทนเนอร์อาจหมด OutOfMemoryError หากการใช้หน่วยความจำของแอปพลิเคชัน ( พื้นที่ที่ใช้ ) ถึงขีดจำกัดฮีป ( Heap ) เราจะตรวจจับOutOfMemoryError (ข้อผิดพลาด OOM) ซึ่งบอกว่ามีพื้นที่ในฮีปไม่เพียงพอ กล่าวคือ ในพื้นที่หน่วยความจำซึ่งออบเจ็กต์ที่สร้างขึ้นโดยทางโปรแกรมในแอปพลิเคชันถูกวางไว้ หากยังไม่ชัดเจนฉันจะอธิบายเป็นแมว OOM Error คือการที่แมวกรีดร้องอยู่หน้าประตูระเบียงเป็นเวลานาน และเมื่อประตูนี้ถูกเปิด มันจะยืนอยู่ที่ทางเข้าประตูและไม่ไปทางใดทางหนึ่ง พวกเขามักจะบอกว่าแมวถูกแช่แข็ง หากคุณผลักเขาทันเวลา เขาจะอ้าปากค้างและไปที่ระเบียงเพื่อทำธุรกิจเกี่ยวกับลูกแมว OOM Killer นี่เป็นอีกสถานการณ์หนึ่งที่อาจเกิดขึ้นในคอนเทนเนอร์เมื่อหน่วยความจำหมด หากโปรแกรมออกไปนอกคอนเทนเนอร์ เราจะได้OutOfMemory Killer (OOM Killer)ซึ่งเป็นกระบวนการที่จะยุติแอปพลิเคชันเพื่อป้องกันไม่ให้เคอร์เนลเสียหาย มันเสียสละแอปพลิเคชันเพื่อให้คอนเทนเนอร์ทำงานต่อไป ไม่ใช่ความจริงที่ว่าคอนเทนเนอร์จะพัง แต่แอปพลิเคชันที่ทำงานอยู่ในนั้นจะพังอย่างแน่นอน สิ่งนี้จะเกิดขึ้นหากคุณปล่อยให้การใช้หน่วยความจำของแอปพลิเคชัน Java ไม่ได้รับการควบคุม อีกครั้งเกี่ยวกับแมว หากคุณตัดสินใจที่จะนอนให้นานขึ้นในวันเสาร์และลืมให้อาหารแมวOOM Killerรับประกันดอกครับ กระถางอาจไม่เสียหาย แต่ดอกต้องปลูกใหม่ครับ ความแตกต่างระหว่าง OOM Error และ OOM Killer คืออะไร คุณสามารถประมวลผล ข้อผิดพลาด OOMและดำเนินการบางอย่างได้ (เช่น ปรับขนาดแอปพลิเคชัน) และOOM Killerจะฆ่ากระบวนการทั้งหมด OOM Killerนั้นคล้ายคลึงกับkill-9 (kill ลบ เก้า) - คำสั่งที่ฆ่ากระบวนการในLinux ประเด็นก็คือการใช้งานคอนเทนเนอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ คอนเทนเนอร์ Dockerซึ่งใช้Linuxแม้ว่าคุณจะเรียกใช้ภายใต้Windows เคอร์เนลก็จะยังมาจากLinux ใน Linux เรามีความสนใจในแนวคิดหนึ่ง: CGgroups (กลุ่มควบคุมภาษาอังกฤษ) - กลไกเคอร์เนล Linux ที่จำกัดและแยกทรัพยากรการประมวลผล (โปรเซสเซอร์ เครือข่าย ทรัพยากรหน่วยความจำ ทรัพยากร I/O) สำหรับกลุ่มของกระบวนการ พูดง่ายๆ ก็คือ กลไกนี้ช่วยให้คุณจัดการทรัพยากรในคอนเทนเนอร์ในหน่วยความจำเคสของเราได้ Java เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้อย่างไร? ผ่าน กลไกCGgroupsที่ Java สามารถเชื่อมโยงกับหน่วยความจำคอนเทนเนอร์ได้ แต่ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับเวอร์ชันของ Java ตัวอย่างเช่นJava 7ไม่ทราบวิธีใช้CGgroupsและไม่ทราบขีดจำกัดของคอนเทนเนอร์ ตามค่าเริ่มต้นขนาดฮีปสูงสุด = ¼หน่วยความจำกายภาพ หากแอปพลิเคชันเกินขีด จำกัด ของคอนเทนเนอร์ก็จะมีOOM Killerและหากไม่ได้ตั้งค่าขีด จำกัด ของคอนเทนเนอร์แอปพลิเคชันจะใช้หน่วยความจำจากแอปพลิเคชันอื่นบนเซิร์ฟเวอร์ (ควรกำหนดขีด จำกัด จะดีกว่ามิฉะนั้นทุกคนจะสูญเสีย) . แน่นอนคุณสามารถใช้ การตั้งค่า ฮีปหรือใช้ "รูปภาพ" พิเศษที่ช่วยแก้ปัญหานี้ได้ แต่วิธีที่ง่ายที่สุดคือใช้ Java เวอร์ชันที่ถูกต้อง เวอร์ชันที่ถูกต้องเริ่มต้นด้วยJava 8 x131 ( พอร์ตจาก Java 9) เริ่มเข้าใจCGgroups และในJava 10การสนับสนุนคอนเทนเนอร์ปรากฏขึ้น: UseContainerSupportหลังจากนั้นฟังก์ชันนี้ถูกย้ายไปยังJava 8 x 191 หรือคุณสามารถใช้Java: 11+ สรุปได้อะไรบ้าง: เมื่อใช้หน่วยความจำคอนเทนเนอร์ คุณอาจได้รับ OutOfMemoryError (ข้อผิดพลาด OOM) หรือ OutOfMemoryKiller (OOM Killer) ในกรณีแรก แอปพลิเคชันจะไม่ขัดข้องทันที สามารถตรวจพบข้อผิดพลาด OOM ประมวลผลและควบคุมการดำเนินการได้ ตัวอย่างเช่น ปรับขนาดแอปพลิเคชัน หาก OOM Killer เกิดขึ้น แอปพลิเคชันจะหยุดทำงานทันที และไม่มีตัวเลือกเหลือให้บันทึก และสิ่งที่แย่ที่สุดคือภายนอกภาชนะจะไม่เป็นไรนั่นคือคุณอาจไม่สงสัยด้วยซ้ำว่ามีบางอย่างตกลงไปที่นั่น กลไก Linux ใช้เพื่อโต้ตอบกับคอนเทนเนอร์และหน่วยความจำ Java แต่ไม่ใช่ทุก Java ที่จะนำไปใช้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาสำหรับ Java 8 คุณต้องใช้เวอร์ชันที่เริ่มต้นจาก 131 หรือดีกว่าคือจาก 191 หรือใช้ Java: 11+ สำหรับการฝึกฝน: OutOfMemoryError: จับให้ได้ถ้าทำได้