Elasticsearch 7.x 的 JVM 内存配置（qbit）

官方文档摘要

jvm.options

• 一般情况下并不需要更改 JVM 的配置项。
• 最可能更改的 JVM 配置是堆大小（heap size）
• 可以使用 jvm.options 配置文件或 ES_JAVA_OPTS 环境变量更改 JVM 配置
• 首选通过 jvm.options 更改配置

heap size

• Elasticsearch 通过 jvm.options 中的 Xms 和 Xmx 设置堆的大小
• 应该讲 Xms 和 Xmx 设为相同的值

-Xms8g 
-Xmx8g 

• Xms 和 Xmx 的值不应超过物理内存的 50%，因为 Elasticsearch 在堆内存之外还需要将内存用于其他。例如 Elasticsearch 需要利用堆外内存来进行网络通信，依赖操作系统的文件系统缓存来有效访问文件，而 JVM 本身也需要一些内存。
• CompressedOops（compressed ordinary object pointers，压缩普通对象指针）

(0, 2GB]      Compressed Oops mode: 32-bit
[2GB, 26GB]   Compressed Oops mode: Zero based，26G不是确切值，视系统而定
(26GB, 32GB)  Compressed Oops mode: Non-zero disjoint base，32G不是确切值，视系统而定
[32GB, )      CompressedOops 失效，32G不是确切值，视系统而定

• 如果设置的堆内存大小的值低于阈值（CompressedOops，32G），在启动 ES 时在日志中会显示类似如下行

$ bin/elasticsearch
heap size [1.9gb], compressed ordinary object pointers [true]

操作步骤

检查 CompressedOops 阈值

$ ll
total 572
drwxr-xr-x  9 qbit qbit   4096 Mar 26 14:36 ./
drwxrwxr-x  3 qbit qbit   4096 May  8 09:50 ../
drwxr-xr-x  2 qbit qbit   4096 Mar 26 14:36 bin/
drwxr-xr-x  2 qbit qbit   4096 Mar 26 14:36 config/
drwxr-xr-x  9 qbit qbit   4096 Mar 26 14:36 jdk/
drwxr-xr-x  3 qbit qbit   4096 Mar 26 14:36 lib/
-rw-r--r--  1 qbit qbit  13675 Mar 26 14:28 LICENSE.txt
drwxr-xr-x  2 qbit qbit   4096 Mar 26 14:36 logs/
drwxr-xr-x 38 qbit qbit   4096 Mar 26 14:37 modules/
-rw-r--r--  1 qbit qbit 523209 Mar 26 14:36 NOTICE.txt
drwxr-xr-x  2 qbit qbit   4096 Mar 26 14:36 plugins/
-rw-r--r--  1 qbit qbit   8164 Mar 26 14:28 README.asciidoc

下面测试的粒度为 GB，也可以到 MB

# CompressedOops 阈值
# 32 G，false 表示超过了阈值
$ ./jdk/bin/java -Xmx32g -XX:+PrintFlagsFinal 2> /dev/null | grep UseCompressedOops
    bool UseCompressedOops    = false    {lp64_product}
# 31G，true 表示在阈值之内
$ ./jdk/bin/java -Xmx31g -XX:+PrintFlagsFinal 2> /dev/null | grep UseCompressedOops
    bool UseCompressedOops    := true    {lp64_product}

# zero based Compressed Oops 阈值
# 31G，Non-zero
./jdk/bin/java  -server -Xms31G -Xmx31G -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -Xlog:gc+heap+coops=info -version
[0.134s][info][gc,heap,coops] Heap address: 0x0000001000800000, size: 31744 MB, Compressed Oops mode: Non-zero disjoint base: 0x0000001000000000, Oop shift amount: 3
openjdk 13.0.2 2020-01-14
OpenJDK Runtime Environment AdoptOpenJDK (build 13.0.2+8)
OpenJDK 64-Bit Server VM AdoptOpenJDK (build 13.0.2+8, mixed mode, sharing)
# 30G，Zero based
./jdk/bin/java  -server -Xms30G -Xmx30G -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -Xlog:gc+heap+coops=info -version
[0.128s][info][gc,heap,coops] Heap address: 0x0000000080000000, size: 30720 MB, Compressed Oops mode: Zero based, Oop shift amount: 3
openjdk version "13.0.1" 2019-10-15
OpenJDK Runtime Environment AdoptOpenJDK (build 13.0.1+9)
OpenJDK 64-Bit Server VM AdoptOpenJDK (build 13.0.1+9, mixed mode, sharing)

确定堆内存大小的值

# 公式
heapSize = math.floor(RAM/2)  # 物理内存的 50% 下取整
if heapSize > threshold:      # 如果大于阈值，则设为等于（或略小于阈值大小）
    heapSize = threshold

# 例一
机器状况: 物理内存 128G，CompressedOops 阈值为 31 G，
         zero based Compressed Oops 阈值为 30 G
配置建议: 启动两个实例，堆内存大小设为 30G

# 例二（最佳实践）
机器状况: 物理内存 64G，CompressedOops 阈值为 31 G，
         zero based Compressed Oops 阈值为 30 G
配置建议: 启动一个实例，堆内存大小设为 30G

# 例三
机器状况: 物理内存 32G，CompressedOops 阈值为 31 G
         zero based Compressed Oops 阈值为 30 G
配置建议: 启动一个实例，堆内存大小设为 16G

启动检查

• 查看堆内存

cat ./config/jvm.options | grep '^\-Xm'
-Xms4g
-Xmx4g
$ ./bin/elasticsearch
OpenJDK 64-Bit Server VM warning: Option UseConcMarkSweepGC was deprecated in version 9.0 and will likely be removed in a future release.
[2020-05-08T10:00:11,381][INFO ][o.e.e.NodeEnvironment    ] [qhost] using [1] data paths, ......
[2020-05-08T10:00:11,383][INFO ][o.e.e.NodeEnvironment    ] [qhost] heap size [3.9gb], compressed ordinary object pointers [true]
[2020-05-08T10:00:11,481][INFO ][o.e.n.Node               ] [qhost] node name [qhost], node ID ......
[2020-05-08T10:00:11,481][INFO ][o.e.n.Node               ] [qhost] version[7.6.2], pid[38912], ......
...........................
# 从 heap size [3.9gb], compressed ordinary object pointers [true] 行可以看到，
# 对象指针压缩是启用的

• 查看物理内存

# RSS（Resident Set Size）即为占用物理内存大小，单位为 KB
ps aux | head -1; ps aux | grep Elasticsearch
USER    PID %CPU %MEM    VSZ   RSS      TTY STAT START   TIME COMMAND
qbit  41699  1.2 44.6 10100728 4545928 pts/0 Sl+ 11:40   0:37  ...bootstrap.Elasticsearch

测试案例

• Why 35GB Heap is Less Than 32GB – Java JVM Memory Oddities

这个案例中，分配 32g 比 31g 能创建的对象少了 50%
587889429/385481085 ≈ 1.525

• Going over Xmx32G heap boundary means you will have less memory available

这个案例中，48g 才基本达到 31g 的效果

本文出自 qbit snap