为 Azure 容器应用中的 Java 应用高效使用内存

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08/12/2024

Java 虚拟机 (JVM) 保守地使用内存，因为它假设操作系统内存必须在多个应用程序之间共享。但是，你的容器应用可以优化内存使用情况，并为应用提供尽可能多的可用内存。此内存优化称为 Java 自动内存拟合。启用内存调整后，Java 应用性能通常会提高 10% 到 20%，而无需更改任何代码。

Azure 容器应用在以下情况下支持自动内存拟合：

单个 Java 应用在容器中运行。
应用程序部署自源代码或 JAR 文件。

默认情况下启用自动内存拟合，但可以手动禁用。

禁用内存拟合

大多数情况下，自动内存拟合非常有用，但这可能并非适用于所有情况。可以手动或自动禁用内存拟合。

手动禁用

若要在创建容器应用时禁用内存拟合，请将环境变量 BP_JVM_FIT 设置为 false。

以下示例演示了如何通过 create、up 和 update 命令禁用内存拟合。

az containerapp create \
  --name <CONTAINER_APP_NAME> \
  --resource-group <RESOURCE_GROUP> \
  --image <CONTAINER_IMAGE_LOCATION> \
  --environment <ENVIRONMENT_NAME> \
  --env-vars BP_JVM_FIT="false"

az containerapp up \ 
  --name <CONTAINER_APP_NAME> \
  --resource-group <RESOURCE_GROUP> \
  --image <CONTAINER_IMAGE_LOCATION> \
  --environment <ENVIRONMENT_NAME> \
  --env-vars BP_JVM_FIT="false"

az containerapp update \
  --name <CONTAINER_APP_NAME> \
  --resource-group <RESOURCE_GROUP> \
  --image <CONTAINER_IMAGE_LOCATION>  \
  --set-env-vars BP_JVM_FIT="false"

注意

运行 update 命令时，容器应用将重启。

若要验证是否已禁用内存拟合，请检查日志中是否有以下消息：

禁用 jvm 内存拟合，原因：手动禁用

自动禁用

满足以下任一条件时，系统会自动禁用内存拟合：

容器内存有限：容器内存小于 1 GB。
明确设置内存选项：通过 JAVA_TOOL_OPTIONS 在环境变量中指定一项或多项内存设置时。内存设置选项包括以下值：
- -XX:MaxRAMPercentage
- -XX:MinRAMPercentage
- -XX:InitialRAMPercentage
- -XX:MaxMetaspaceSize
- -XX:MetaspaceSize
- -XX:ReservedCodeCacheSize
- -XX:MaxDirectMemorySize
- -Xmx
- -Xms
- -Xss
例如，如果已在环境变量中指定最大堆大小，则会自动禁用内存拟合，如下例所示：
```
az containerapp update \
  --name <CONTAINER_APP_NAME> \
  --resource-group <RESOURCE_GROUP> \
  --image <CONTAINER_IMAGE_LOCATION>  \
  --set-env-vars JAVA_TOOL_OPTIONS="-Xmx512m" 
```
禁用内存拟合后，会在记录中看到以下消息输出：

禁用 jvm 内存拟合，原因：使用 JAVA_TOOL_OPTIONS=-Xmx512m 中指定的设置，而不是选取 JAVA_TOOL_OPTIONS: -Xmx512m
小型非堆内存大小：在极少数情况下，计算出的堆或非堆大小太小（小于 200 MB）。

验证是否已启用内存

在启动期间检查日志流中是否存在引用计算的 JVM 内存配置的消息。

下面是启动期间的消息输出示例。

计算的 JVM 内存配置：-XX:MaxDirectMemorySize=10M -Xmx1498277K -XX:MaxMetaspaceSize=86874K -XX:ReservedCodeCacheSize=240M -Xss1M（总内存：2G，线程计数：250，已加载类计数：12924，空余空间：0%）

选取 JAVA_TOOL_OPTIONS：-XX:MaxDirectMemorySize=10M -Xmx1498277K -XX:MaxMetaspaceSize=86874K -XX:ReservedCodeCacheSize=240M -Xss1M

运行时配置

可以设置环境变量以影响内存拟合行为。

变量	Unit	示例	说明
`BPL_JVM_HEAD_ROOM`	百分比	`BPL_JVM_HEAD_ROOM=5`	根据给定的百分比为系统保留内存空间。
`BPL_JVM_THREAD_COUNT`	Number	`BPL_JVM_THREAD_COUNT=200`	预估的最大线程数。
`BPL_JVM_CLASS_ADJUSTMENT`	Number 百分比	`BPL_JVM_CLASS_ADJUSTMENT=10000` `BPL_JVM_CLASS_ADJUSTMENT="10%"`	按明确值或百分比调整 JVM 类计数。

注意

更改这些变量不会禁用自动内存拟合。

内存不足警告

如果你决定自行配置内存设置，则可能会遇到内存不足警告的风险。

下面是容器可能耗尽内存的一些可能原因：

堆内存大于可用内存总量。
非堆内存大于可用内存总量。
堆 + 非堆内存大于可用内存总量。

在容器内存不足的情况下会遇到以下警告：

OOM 警告：堆内存 1200M 大于可用于分配 (-Xmx1200M) 的 1G 大小

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