利用 OpenJ9 大幅度降低 Java 内存占用

OpenJ9

介绍

• OpenJ9 是一种高性能，可扩展的 Java™虚拟机（ VM ）实现，完全符合 Java 虚拟机规范。

• 在运行时，VM 解释由 Java 编译器编译的 Java 字节码。VM 充当语言与底层操作系统和硬件之间的翻译器。Java 程序需要特定的 VM 才能在特定的平台（例如 Linux®，z /OS®或 Windows™）上运行。

• OpenJ9 VM 会自动检测它何时在 docker 容器中运行，并使用一种机制来检测 VM 何时处于空闲状态。当检测到空闲状态时，OpenJ9 会运行垃圾回收周期，并将可用内存页释放回操作系统。还压缩对象堆，以充分利用可用内存来进行进一步的应用程序处理。对于基于内存使用量收费的云服务，保持较小的占用空间可以节省成本。

好处

• 内存占用少
• 启动时间短
• 吞吐量高
• 更加适合微服务以及容器

性能

• 启动后占比减少 66 ％ OpenJ9 针对云工作负载进行了高度优化，在这些工作中，内存占用小非常重要。即使启用了其他优化，占用空间仍保持不变。

• 高负载期间的占比减少了 63 ％ 当施加负载时，内存占用量迅速增加，但是在稳定状态下，带有 OpenJ9 的 OpenJDK 8 使用的物理内存比带有 HotSpot 的 OpenJDK 8 少大约 63 ％。

• 启动时间加快 42 ％ 共享类和预编译（ AOT ）技术通常会减少启动时间。通过同时使用-Xquickstart 模式，可以将启动时间最多减少 42 ％。

• 达到同样的吞吐量 尽管带有 OpenJ9 的 OpenJDK 8 和带有 Hotspot 的 OpenJDK 8 都达到了相似的峰值吞吐量，但是带有 OpenJ9 的 OpenJDK 8 达到了约 1 分钟的峰值。

• 在容器中的满载加速度 OpenJ9 在 8.5 分钟内达到单个 CPU 内核的峰值吞吐量，而 Hotspot 则为 30 分钟。对于在资源受限的环境（例如容器​​）中运行的短期 VM 而言，更快地执行更多工作非常重要。

这些结果表明，OpenJ9 在（通常是相互冲突的）性能指标之间达到了良好的平衡：借助 AOT 技术，它可以节省大量的空间并缩短启动时间，同时还提供与 Hotspot 竞争的吞吐量性能。 由于其内存占用量低，OpenJ9 特别适合于云计算环境，在这种环境中，节省内存可为云用户和提供商节省成本。

实际使用

目前我的项目是一个基于 Spring Boot 开发的，项目中加入了大量定时器以及多线程，网络 IO 请求，数据计算等。生产环境部署方式采用的Docker，之前是采用的官方的openjdk镜像，目前已经改为了openj9，至于为什么请看以下数据。

我这里以比较突出的内存占用进行比较。

服务器配置

2 核 4G

openjdk

对应的Dockerfile

FROM openjdk:8-jdk-alpine
ADD target/app.jar app.jar
ENTRYPOINT [ \
    "java", \
    "-XX:MetaspaceSize=256m", \
    "-XX:MaxMetaspaceSize=256m", \
    "-Xms2048m", \
    "-Xmx2048m", \
    "-Xmn256m", \
    "-Xss256k", \
    "-XX:SurvivorRatio=8", \
    "-XX:+UseConcMarkSweepGC", \
    "-Duser.timezone=GMT+08", \
    "-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom", \
    "-jar", \
    "/app.jar", \
    "--spring.profiles.active=prod" \
]

运行 2 小时后内存占用情况： 后续运行更久时甚至达到了90%以上。

openj9

对应的Dockerfile

FROM adoptopenjdk:8-jdk-openj9
ADD target/app.jar app.jar
ENTRYPOINT [ \
    "java", \
    "-XX:MetaspaceSize=256m", \
    "-XX:MaxMetaspaceSize=256m", \
    "-Xms2048m", \
    "-Xmx2048m", \
    "-Xmn256m", \
    "-Xss256k", \
    "-XX:SurvivorRatio=8", \
    "-XX:+UseConcMarkSweepGC", \
    "-Duser.timezone=GMT+08", \
    "-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom", \
    "-Xshareclasses", \
    "-Xquickstart", \
    "-jar", \
    "/app.jar", \
    "--spring.profiles.active=prod" \
]

运行 2 小时后内存占用情况： 后续运行更久也没有明显变化。

最后从数据看来结果，内存占用真的低，非常节省服务器资源，相同负载下至少节省一半的服务器资源。 值得推荐大家去尝试。