4.运行中的问题

运行中的问题分为两个，或者说都是OOM的原因

pid 为1 真的好吗
jdk无法识别cgroup限制

pid 为1 真的好吗

第一种情况实际上 php 和 java 的容器在长期运行后经常会频繁 oom，主要原因是代码里涉及到 fork 啥的。传统 Linux 上，pid 为 1 的角色承担了孤儿和僵尸进程的回收，但是目前我们的业务进程都是pid为1的角色，没有处理掉孤儿进程，这里我们主进程用 bash 模仿个僵尸进程看看会不会被回收。

起一个容器exec运行sleep

docker run -d --name test centos:7 bash -c 'sleep 1000'
docker exec -ti test bash   # 运行一个bash操作容器
[root@134b96f29c73 /]# bash -c 'sleep 2000'

再开一个终端操作按照如下图操作

得到一个僵尸进程。解决这个的办法就是 pid 为1的跑一个支持信号转发且支持回收孤儿僵尸进程的进程就行了，为此有人开发出了 tini 项目，感兴趣可以 github 上搜下，现在 tini 已经内置在 docker 里了。

使用 tini 可以在 docker run 的时候添加选项 --init 即可，底层我猜测是复制 docker-init 到容器的 /dev/init 路径里然后启动 entrypoint cmd，大家可以在 run 的时候测试下上面的步骤会发现根本不会有僵尸进程遗留。

这里不多说，如果是想默认使用 tini 可以把 tini 构建到镜像里(例如 k8s 目前不支持 docker run 的--init，所以需要把 tini 做到镜像里)，参照jenkins官方镜像 dockerfile 和 tini 的 github 地址文档 https://github.com/krallin/tini

如果是基于alpine，tini是依赖glibc的可能还会command not found，可以尝试它的静态版本

ENV TINI_VERSION=v0.18.0 \
    TINI_DOWNLOAD_URL https://github.com/krallin/tini/releases/download/${TINI_VERSION}/tini-static
RUN curl -sSL ${TINI_DOWNLOAD_URL} > /usr/bin/tini \
    && chmod +x /usr/bin/tini 
...
ENTRYPOINT ["tini","--"]
CMD ["/your/program","-and","-its","args"]

类似tini的还有dumb-init，例如后续的k8s的 ingress nginx 镜像就是

python或者类似其他的无法使用docker logs查看日志的问题

[root@centos7 temp]# cat test.py 
import time
while(1):
    print("hello")
    time.sleep(3)

上面这样的一个脚本，间隔3秒输出，按理来说我们可以run后前台输出信息，或者-d后我们可以使用docker logs查看到，但是实际我们用docker跑起来测试下

[root@centos7 temp]# docker run --rm -v $PWD/test.py:/root/test.py python:3.6-alpine python /root/test.py
^CTraceback (most recent call last):
  File "/root/test.py", line 4, in <module>
    time.sleep(3)
KeyboardInterrupt
hello
hello

我们不带-d选项或者-d后无法使用docker logs查看到，上面的是我ctrl+c后才出来的。这个问题原因是缓存。

我们可以通过环境变量PYTHONUNBUFFERED=0来关闭掉输出的缓存，或者主进程python -u xxx.py

[root@centos7 temp]# docker run --rm -e PYTHONUNBUFFERED=0  -v $PWD/test.py:/root/test.py python:3.6-alpine python /root/test.py
hello
hello
hello
^CTraceback (most recent call last):
  File "/root/test.py", line 4, in <module>
    time.sleep(3)
KeyboardInterrupt

主要原因是缓存，其他类似的可能也是tty选项需要带上-t选项，或者打印指定到系统的output的fd试试

参考:

https://stackoverflow.com/questions/29663459/python-app-does-not-print-anything-when-running-detached-in-docker/29745541
https://docs.python.org/2/using/cmdline.html#cmdoption-u

alpine的locale

试试这个

gliderlabs/docker-alpine#144 (comment)

https://github.com/Auswaschbar/alpine-localized-docker/blob/master/Dockerfile

jdk无法识别cgroup限制

参考:

https://qingmu.io/2018/12/17/How-to-securely-limit-JVM-resources-in-a-container/
https://blogs.oracle.com/java-platform-group/java-se-support-for-docker-cpu-and-memory-limits

但是他博客可能需要梯子，这里我简单说下

首先Docker容器本质是是宿主机上的一个进程，它与宿主机共享一个/proc目录，也就是说我们在容器内看到的/proc/meminfo，/proc/cpuinfo
与直接在宿主机上看到的一致，如下

$ head -n3 /proc/meminfo 
MemTotal:       197869260 kB
MemFree:         3698100 kB
MemAvailable:   62230260 kB
$ docker run -m 500m --rm alpine head -n3 /proc/meminfo  # 带上内存限制选项无法识别
MemTotal:       197869260 kB
MemFree:         3698100 kB
MemAvailable:   62230260 kB

jvm也是读取/proc目录，会导致无法识别cgroup限制。默认情况下，JVM的Max Heap Size是系统内存的1/4，假如我们系统是8G，那么JVM将的默认Heap≈2G。

Docker通过 CGroups 完成的是对内存的限制，而/proc目录是已只读形式挂载到容器中的，由于默认情况下Java
压根就看不见 CGroups 的限制的内存大小，而默认使用/proc/meminfo中的信息作为内存信息进行启动，
这种不兼容情况会导致，如果容器分配的内存小于JVM的内存，JVM进程申请超过限制的内存会被docker认为oom杀掉。

测试用例1(OPENJDK)

这一组测试我们使用最新的 openjdk8-12 ，给容器限制内存为4G，看JDK默认参数下的最大堆为多少？看看我们默认参数下多少版本的JDK是安全的。

测试命令为如下:

docker run -m 4GB  --rm  openjdk:8-jre-slim java  -XshowSettings:vm  -version
docker run -m 4GB --rm  openjdk:9-jre-slim java  -XshowSettings:vm  -version
docker run -m 4GB --rm  openjdk:10-jre-slim java -XshowSettings:vm  -version
docker run -m 4GB --rm  openjdk:11-jre-slim java -XshowSettings:vm  -version
docker run -m 4GB --rm  openjdk:12 java -XshowSettings:vm  -version

OpenJDK8（并没有识别容器限制，26.67G）危险

$ docker run -m 4GB --rm  openjdk:8-jre-slim java  -XshowSettings:vm  -version

VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 26.67G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_181"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_181-8u181-b13-2~deb9u1-b13)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.181-b13, mixed mode)

OpenJDK8 -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap （正确的识别容器限制，910.50M）安全

$ docker run -m 4GB --rm  openjdk:8-jre-slim java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 910.50M
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "1.8.0_181"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_181-8u181-b13-2~deb9u1-b13)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.181-b13, mixed mode)

OpenJDK 9（并没有识别容器限制，26.67G）危险

$ docker run -m 4GB --rm  openjdk:9-jre-slim java  -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 29.97G
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "9.0.4"
OpenJDK Runtime Environment (build 9.0.4+12-Debian-4)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 9.0.4+12-Debian-4, mixed mode)

OpenJDK 9 -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap （正确的识别容器限制，1G）安全

$ docker run -m 4GB --rm  openjdk:9-jre-slim java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 1.00G
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "9.0.4"
OpenJDK Runtime Environment (build 9.0.4+12-Debian-4)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 9.0.4+12-Debian-4, mixed mode)

OpenJDK 10（正确的识别容器限制，1G）安全

$ docker run -m 32GB --rm  openjdk:10-jre-slim java -XshowSettings:vm -XX:MaxRAMFraction=1  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 1.00G
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "10.0.2" 2018-07-17
OpenJDK Runtime Environment (build 10.0.2+13-Debian-2)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 10.0.2+13-Debian-2, mixed mode)

OpenJDK 11（正确的识别容器限制，1G）安全

$ docker run -m 4GB --rm  openjdk:11-jre-slim java -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 1.00G
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "11.0.1" 2018-10-16
OpenJDK Runtime Environment (build 11.0.1+13-Debian-3)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 11.0.1+13-Debian-3, mixed mode, sharing)

OpenJDK 12（正确的识别容器限制，1G）安全

$ docker run -m 4GB --rm  openjdk:12 java -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 1.00G
    Using VM: OpenJDK 64-Bit Server VM

openjdk version "12-ea" 2019-03-19
OpenJDK Runtime Environment (build 12-ea+23)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 12-ea+23, mixed mode, sharing)

测试用例2(IBMOPENJ9)

docker run -m 4GB --rm  adoptopenjdk/openjdk8-openj9:alpine-slim  java -XshowSettings:vm  -version
docker run -m 4GB --rm  adoptopenjdk/openjdk9-openj9:alpine-slim  java -XshowSettings:vm  -version
docker run -m 4GB --rm  adoptopenjdk/openjdk10-openj9:alpine-slim  java -XshowSettings:vm  -version
docker run -m 4GB --rm  adoptopenjdk/openjdk11-openj9:alpine-slim  java -XshowSettings:vm  -version

openjdk8-openj9 （正确的识别容器限制，3G）安全

$ docker run -m 4GB --rm  adoptopenjdk/openjdk8-openj9:alpine-slim  java -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 3.00G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: Eclipse OpenJ9 VM

openjdk version "1.8.0_192"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_192-b12_openj9)
Eclipse OpenJ9 VM (build openj9-0.11.0, JRE 1.8.0 Linux amd64-64-Bit Compressed References 20181107_95 (JIT enabled, AOT enabled)
OpenJ9   - 090ff9dcd
OMR      - ea548a66
JCL      - b5a3affe73 based on jdk8u192-b12)

openjdk9-openj9 （正确的识别容器限制，3G）安全

$ docker run -m 4GB --rm  adoptopenjdk/openjdk9-openj9:alpine-slim  java -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 3.00G
    Using VM: Eclipse OpenJ9 VM

openjdk version "9.0.4-adoptopenjdk"
OpenJDK Runtime Environment (build 9.0.4-adoptopenjdk+12)
Eclipse OpenJ9 VM (build openj9-0.9.0, JRE 9 Linux amd64-64-Bit Compressed References 20180814_248 (JIT enabled, AOT enabled)
OpenJ9   - 24e53631
OMR      - fad6bf6e
JCL      - feec4d2ae based on jdk-9.0.4+12)

openjdk10-openj9 （正确的识别容器限制，3G）安全

$ docker run -m 4GB --rm  adoptopenjdk/openjdk10-openj9:alpine-slim  java -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 3.00G
    Using VM: Eclipse OpenJ9 VM

openjdk version "10.0.2-adoptopenjdk" 2018-07-17
OpenJDK Runtime Environment (build 10.0.2-adoptopenjdk+13)
Eclipse OpenJ9 VM (build openj9-0.9.0, JRE 10 Linux amd64-64-Bit Compressed References 20180813_102 (JIT enabled, AOT enabled)
OpenJ9   - 24e53631
OMR      - fad6bf6e
JCL      - 7db90eda56 based on jdk-10.0.2+13)

openjdk11-openj9（正确的识别容器限制，3G）安全

$ docker run -m 4GB --rm  adoptopenjdk/openjdk11-openj9:alpine-slim  java -XshowSettings:vm  -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 3.00G
    Using VM: Eclipse OpenJ9 VM

openjdk version "11.0.1" 2018-10-16
OpenJDK Runtime Environment AdoptOpenJDK (build 11.0.1+13)
Eclipse OpenJ9 VM AdoptOpenJDK (build openj9-0.11.0, JRE 11 Linux amd64-64-Bit Compressed References 20181020_70 (JIT enabled, AOT enabled)
OpenJ9   - 090ff9dc
OMR      - ea548a66
JCL      - f62696f378 based on jdk-11.0.1+13)

分析

分析之前我们先了解这么一个情况：

JavaMemory (MaxRAM) = 元数据+线程+代码缓存+OffHeap+Heap...

一般我们都只配置Heap即使用-Xmx来指定JVM可使用的最大堆。而JVM默认会使用它获取到的最大内存的1/4作为堆的原因也是如此。

安全性（即不会超过容器限制被容器kill）

OpenJdk

OpenJdk8-12,都能保证这个安全性的特点（8和9需要特殊参数，-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap）。

OpenJ9

2.IbmOpenJ9所有的版本都能识别到容器限制。

资源利用率

OpenJdk

自动识别到容器限制后，OpenJdk把最大堆设置为了大概容器内存的1/4，对内存的浪费不可谓不大。
当然可以配合另一个JVM参数来配置最大堆。-XX:MaxRAMFraction=int。下面是我整理的一个常见内存设置的表格，从中我们可以看到似乎JVM默认的最大堆的取值为MaxRAMFraction=4，随着内存的增加，堆的闲置空间越来越大，在16G容器内存时，java堆只有不到4G。

MaxRAMFraction取值	堆占比	容器内存=1G	容器内存=2G	容器内存=4G	容器内存=8G	容器内存=16G
1	≈90%	910.50M	1.78G	3.56G	7.11G	14.22G
2	≈50%	455.50M	910.50M	1.78G	3.56G	7.11G
3	≈33%	304.00M	608.00M	1.19G	2.37G	4.74G
4	≈25%	228.00M	455.50M	910.50M	1.78G	3.56G

OpenJ9

关于OpenJ9的的详细介绍你可以从这里了解更多。对于内存利用率OpenJ9的策略是优于OpenJdk的。以下是OpenJ9的策略表格

容器内存`<size>`	最大Java堆大小
小于1 GB	50％`<size>`
1 GB - 2 GB	`<size>` - 512 MB
大于2 GB	大于2 GB

结论

注意：这里我们说的是容器内存限制，和物理机内存不同，

自动档

如果你想要的是，不显示的指定-Xmx，让Java进程自动的发现容器限制。

1.如果你想要的是jvm进程在容器中安全稳定的运行，不被容器kiil，并且你的JDK版本小于10（大于等于JDK10的版本不需要设置，参考前面的测试）你需要额外设置JVM参数-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseCGroupMemoryLimitForHeap，即可保证你的Java进程不会因为内存问题被容器Kill。当然这个方式使用起来简单，可靠，缺点也很明显，资源利用率过低（参考前面的表格MaxRAMFraction=4）。

2.如果想在基础上我还想提高一些内存资源利用率，并且容器内存为1 GB - 4 GB，我建议你设置-XX:MaxRAMFraction=2，在大于8G的可以尝试设置-XX:MaxRAMFraction=1（参考上表格）。

手动挡

如果你想要的是手动挡的体验，更加进一步的利用内存资源，那么你可能需要回到手动配置时代-Xmx。
手动挡部分，请可以完全忽略上面我的BB。

1.上面的我们说到了自动挡的配置，用起来很简单很舒服，自动发现容器限制，无需担心和思考去配置-Xmx。

2.比如你有内存1G那么我建议你的-Xmx750M,2G建议配置-Xmx1700M,4G建议配置-Xmx3500-3700M,8G建议设置-Xmx7500-7600M,

总之就是至少保留300M以上的内存留给JVM的其他内存。如果堆特别大，可以预留到1G甚至2G。

3.手动挡用起来就没有那么舒服了，当然资源利用率相对而言就更高了。

最后说点我自己的看法，可以entrypoint去判断然后case几种情况拼接下最后的java主进程参数

注意: jdk在8u191后-XX:MaxRAMFraction=1选项是一件非常危险的事情

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4.运行中的问题

pid 为1 真的好吗

python或者类似其他的无法使用docker logs查看日志的问题

alpine的locale

jdk无法识别cgroup限制

测试用例1(OPENJDK)

测试用例2(IBMOPENJ9)

分析

安全性（即不会超过容器限制被容器kill）

资源利用率

结论

自动档

手动挡

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4.运行中的问题

pid 为1 真的好吗

python或者类似其他的无法使用docker logs查看日志的问题

alpine的locale

jdk无法识别cgroup限制

测试用例1(OPENJDK)

测试用例2(IBMOPENJ9)

分析

安全性（即不会超过容器限制被容器kill）

资源利用率

结论

自动档

手动挡