在云原生時代，Docker 已成為應用交付和運行的事實標準。Java 作為企業級開發的主力語言，也需要與容器技術深度結合。然而，Java 程序天然有 JVM 內存管理、啟動速度、鏡像體積 等特點，如果不做優化，可能導致性能下降甚至容器崩潰。本文將系統介紹 Java 與 Docker 的最佳實踐，幫助你構建高效、穩定、輕量的容器化應用。
一、選擇合適的基礎鏡像
1. 避免使用完整 JDK 鏡像
常見的 openjdk:17-jdk 鏡像體積可能超過 300MB，不利于快速拉取和部署。推薦使用 輕量化鏡像：
- Eclipse Temurin：
eclipse-temurin:17-jre - AdoptOpenJDK：
adoptopenjdk:17-jre-hotspot - Amazon Corretto：
amazoncorretto:17-alpine
2. 使用 jlink 構建自定義運行時
通過 jlink 將 JDK 裁剪成只包含必要模塊的最小運行時，然后放入 Docker 鏡像，通常可將體積壓縮到 50~70MB。
示例：
jlink \--module-path $JAVA_HOME/jmods \--add-modules java.base,java.sql \--output /opt/java-minimal \--strip-debug \--no-header-files \--no-man-pages \--compress=2
二、構建鏡像的最佳實踐
1. 使用多階段構建（Multi-stage build）
先在完整 JDK 環境中編譯，再將產物拷貝到輕量 JRE 鏡像中：
FROM maven:3.9-eclipse-temurin-17 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN mvn clean package -DskipTestsFROM eclipse-temurin:17-jre
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/target/myapp.jar myapp.jar
CMD ["java", "-jar", "myapp.jar"]
這樣既保證了構建完整性，又讓最終鏡像保持小體積。
2. 避免 root 用戶運行
RUN addgroup --system app && adduser --system --ingroup app app
USER app
保證容器運行安全性。
三、JVM 內存管理與容器資源限制
Java 8 之前，JVM 對容器內存感知不友好，可能錯誤地分配堆大小。
在 Java 10+，JVM 已原生支持 cgroups，會根據容器限制自動調整內存。
推薦參數：
java -XX:+UseContainerSupport \-XX:MaxRAMPercentage=75 \-XX:InitialRAMPercentage=50 \-XX:MinRAMPercentage=25 \-jar myapp.jar
說明：
- JVM 會根據容器分配的內存自動計算堆大小。
- 比如容器分配 512MB 內存，
MaxRAMPercentage=75表示最大堆約 384MB。
四、GC 策略選擇
在容器化場景中，低延遲與小內存占用非常重要：
- 小型應用（內存 < 2GB） → G1GC（默認即可）
- 低延遲需求 → ZGC 或 Shenandoah GC（JDK 11+ 可用）
- 啟動速度關鍵 → GraalVM Native Image
示例：
java -XX:+UseG1GC -XX:+UseStringDeduplication -jar myapp.jar
五、日志與監控集成
1. 標準輸出日志
容器最佳實踐是讓應用日志直接輸出到 stdout/stderr，由 Docker 或 Kubernetes 收集，不要寫入文件。
System.out.println("App started...");
2. 集成 Java Flight Recorder (JFR)
JFR 可以在容器中低開銷收集性能數據：
java -XX:StartFlightRecording=filename=/tmp/app.jfr,duration=60s -jar myapp.jar
結合 Prometheus + Grafana，可實現容器內 Java 程序的全面監控。
六、鏡像體積與安全優化
- 清理構建緩存：在 Dockerfile 中盡量合并 RUN 命令，減少層數。
- 使用 distroless 鏡像：如
gcr.io/distroless/java17，只包含運行所需環境，更加安全。 - 定期更新基礎鏡像：避免使用過時版本，減少安全漏洞。
七、示例對比
| 鏡像方案 | 體積 | 啟動時間 | 特點 |
|---|---|---|---|
openjdk:17-jdk | ~300MB | 普通 | 兼容性強，冗余大 |
eclipse-temurin:17-jre | ~120MB | 快 | 適合生產 |
| jlink 自定義運行時 | 50~70MB | 快 | 定制化裁剪 |
| GraalVM Native Image | ~30MB | 秒級 | 超快啟動，需靜態編譯 |
八、總結
- 鏡像選擇：用 JRE 或 jlink，而不是完整 JDK。
- 構建方式：多階段構建，保證小體積和安全性。
- 資源優化：利用容器感知的 JVM 參數，合理分配內存。
- GC 策略：小型服務用 G1，大內存或低延遲場景可選 ZGC/Shenandoah。
- 日志與監控：遵循容器最佳實踐，結合 JFR 和 Prometheus。
一句話總結：
Java + Docker 的最佳實踐，就是讓 JVM 與容器友好對話，輕量、安全、可觀測。
