如果使用官方的Java映象，或者基於Java映象構建的Docker映象，都可以透過傳遞 JAVA_OPTS 環境變數來輕鬆地設定JVM的記憶體引數。比如，對於官方Tomcat 映象，我們可以執行下面命令來啟動一個最大記憶體為512M的tomcat例項

docker run --rm -e JAVA_OPTS="-Xmx512m" tomcat:8

在日誌中，我們可以清楚地發現設定已經生效 “Command line argument: -Xmx512m”

02-Apr-2016 12:46:26.970 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Server version: Apache Tomcat/8.0.32

02-Apr-2016 12:46:26.974 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Server built: Feb 2 2016 19:34:53 UTC

02-Apr-2016 12:46:26.975 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Server number: 8.0.32.0

02-Apr-2016 12:46:26.975 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log OS Name: Linux

02-Apr-2016 12:46:26.975 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log OS Version: 4.1.19-boot2docker

02-Apr-2016 12:46:26.975 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Architecture: amd64

02-Apr-2016 12:46:26.975 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Java Home: /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/jre

02-Apr-2016 12:46:26.976 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log JVM Version: 1.7.0_95-b00

02-Apr-2016 12:46:26.976 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log JVM Vendor: Oracle Corporation

02-Apr-2016 12:46:26.977 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log CATALINA_BASE: /usr/local/tomcat

02-Apr-2016 12:46:26.977 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log CATALINA_HOME: /usr/local/tomcat

02-Apr-2016 12:46:26.978 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Command line argument: -Djava.util.logging.config.file=/usr/local/tomcat/conf/logging.properties

02-Apr-2016 12:46:26.978 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Command line argument: -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager

02-Apr-2016 12:46:26.978 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Command line argument: -Xmx512m

...

然而在Docker叢集上部署執行Java容器應用的時候，僅僅對JVM的heap引數設定是不夠的，我們還需要對Docker容器的記憶體資源進行限制：

1. 限制容器使用的記憶體的最大量，防止對系統或其他應用造成傷害

2. 能夠將Docker容器排程到擁有足夠空餘的記憶體的節點，從而保證應用的所需執行資源

關於容器的資源分配約束，Docker提供了相應的啟動引數

對記憶體而言，最基本的就是透過 -m引數來約束容器使用記憶體的大小

-m, --memory=""

Memory limit (format: <number>[<unit>]). Number is a positive integer. Unit can be one of b, k, m, or g. Minimum is 4M.

那麼問題就來了，為了正確設定Docker容器記憶體的大小，難道我們需要同時傳遞容器的記憶體限制和JAVA_OPTS環境變數嗎？ 如下所示：

docker run --rm -m 512m -e JAVA_OPTS="-Xmx512m" tomcat:8

這個方法有兩個問題

1. 需要管理員保證容器記憶體和JVM記憶體設定匹配，否則可能引發錯誤

2. 當對容器記憶體限制調整時，環境變數也需要重新設定，這就需要重建一個新的容器

是否有一個方法，可以讓容器內部的JVM自動適配容器的記憶體限制？這樣可以採用更加統一的方法來進行資源管理，簡化配置工作。

大家知道Docker是透過CGroup來實現資源約束的，自從1.7版本之後，Docker把容器的local cgroups以只讀方式掛載到容器內部的檔案系統上，這樣我們就可以在容器內部，透過cgroups資訊來獲取系統對當前容器的資源限制了。

我建立了一個示例映象 registry.aliyuncs.com/denverdino/tomcat:8-autoheap

，其原始碼可以從Github 獲得。它基於Docker官方Tomcat映象建立，它的啟動指令碼會檢查CGroup中記憶體限置，並計算JVM最大Heap size來傳遞給Tomcat。其程式碼如下

#!/bin/bash

limit_in_bytes=$(cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes)

# If not default limit_in_bytes in cgroup

if [ "$limit_in_bytes" -ne "9223372036854771712" ]

then

limit_in_megabytes=$(expr $limit_in_bytes \/ 1048576)

heap_size=$(expr $limit_in_megabytes - $RESERVED_MEGABYTES)

export JAVA_OPTS="-Xmx${heap_size}m $JAVA_OPTS"

echo JAVA_OPTS=$JAVA_OPTS

fi

exec catalina.sh run

說明：

為了監控，故障排查等場景，我們預留了部分記憶體（預設64M），其餘容器記憶體我們都分配給JVM的堆。

這裡沒有對邊界情況做進一步處理。在生產系統中需要根據情況做相應的設定，比如最大的堆大小等等。

現在我們啟動一個tomcat執行在512兆的容器中

docker run -d --name test -m 512m registry.aliyuncs.com/denverdino/tomcat:8-autoheap

透過下列命令，從日誌中我們可以檢測到相應的JVM引數已經被設定成 448MB (512-64)

docker logs test

...

02-Apr-2016 14:18:09.870 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Command line argument: -Xmx448m

...

我們也可以方便的調整Java應用的記憶體.

Docker 1.10提供了對容器資源限制的動態修改能力。但是由於JVM無法感知容器資源修改，我們依然需要重啟tomcat來變更JVM的記憶體設定，例如，我們可以透過下面命令把容器記憶體限制調整到1GB

docker update -m 1024m test

docker restart test

再次檢查日誌，相應的JVM Heap Size最大值已被設定為960MB

docker logs test

...

02-Apr-2016 14:21:07.644 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Command line argument: -Xmx960m