JVM Garbage Collector Ayarlama

Apinizer modüllerinin otomatik bellek yönetimi profillerini, GC seçeneklerini ve container ortamında güvenli heap yapılandırmasını açıklar.

​

Otomatik Bellek Profili Sistemi

Apinizer, tüm modüllerinde (Worker, Cache, Manager, Integration) container başlangıcında otomatik bellek profili sistemi kullanır. Bu sistem:

1. Container’a ayrılan bellek miktarını cgroup üzerinden tespit eder
2. Bellek miktarına göre uygun bir profil seçer
3. Profil kapsamında GC algoritmasını ve heap yüzdesini otomatik belirler

​

Profil Seçim Tablosu

Profil	Container Bellek	GC Algoritması	Heap Yüzdesi	Stack Boyutu
Low (Düşük)	≤ 768 MB	Serial GC	%50	512 KB
Medium (Orta)	769 – 1536 MB	G1GC	%60	512 KB
High (Yüksek)	> 1536 MB	ZGC	%70	Varsayılan

Profil seçimi container başlangıcında pod log’larına yazdırılır. Örnek:

Detected container memory: 4096MB
JVM profile: HIGH MEMORY (ZGC, 70% heap, AlwaysPreTouch)

​

Profil Seçim Öncelik Sırası

Sistem, aşağıdaki sırayla karar verir:

1. JVM_MEMORY_PROFILE ortam değişkeni — Ayarlanmışsa (low, medium veya high), doğrudan bu profil kullanılır
2. JAVA_OPTS içindeki GC/heap ayarları — Kullanıcı JAVA_OPTS’da GC (-XX:+UseG1GC vb.) veya heap (-XX:MaxRAMPercentage, -Xmx vb.) belirtmişse, otomatik değerler geçersiz kılınır
3. Otomatik algılama — Yukarıdakiler yoksa, container belleği cgroup’tan okunur ve profil tablosuna göre seçim yapılır

​

Garbage Collector Türleri

Apinizer’ın kullandığı base image Eclipse Temurin 25 olduğundan, aşağıdaki GC algoritmaları desteklenir:

​

Serial GC

Tek thread’li, en basit GC algoritmasıdır. Küçük heap boyutlarında ek thread ve bellek yükü oluşturmaz.

• Ne zaman kullanılır: ≤ 768 MB bellek, düşük trafikli ortamlar, test/geliştirme
• Avantaj: Minimum CPU ve bellek overhead’i
• Dezavantaj: GC sırasında uygulama tamamen durur (Stop-the-World)
• JVM parametresi: -XX:+UseSerialGC

​

G1GC (Garbage-First)

Region tabanlı, paralel ve eş zamanlı çalışabilen GC’dir. Heap’i eşit bölgelere ayırarak çöp toplama süresini tahmin edilebilir kılar.

• Ne zaman kullanılır: 769 MB – 1536 MB bellek, orta trafikli ortamlar
• Avantaj: Dengeli throughput ve düşük GC duraklaması
• Dezavantaj: Serial GC’ye göre daha fazla CPU kullanır
• JVM parametreleri: -XX:+UseG1GC -XX:G1HeapRegionSize=1m

​

ZGC (Z Garbage Collector)

Düşük gecikmeli, ölçeklenebilir GC’dir. GC duraklamaları heap boyutundan bağımsız olarak genellikle 1 ms altındadır.

• Ne zaman kullanılır: > 1536 MB bellek, yüksek trafikli production ortamları
• Avantaj: Sabit ve çok düşük GC duraklaması (sub-millisecond), büyük heap’lerde mükemmel performans
• Dezavantaj: Colored pointer ve multi-mapping nedeniyle daha fazla native bellek tüketir (~%15-20 ek yük)
• JVM parametreleri: -XX:+UseZGC -XX:+AlwaysPreTouch

​

Karşılaştırma Tablosu

Özellik	Serial GC	G1GC	ZGC
GC Duraklaması	Yüksek (heap ile orantılı)	Orta (tahmin edilebilir)	Çok düşük (< 1 ms)
Throughput	Küçük heap’te iyi	Dengeli	Büyük heap’te iyi
Bellek Overhead	Minimum	Orta	Yüksek (~%15-20 ek)
CPU Kullanımı	Tek core	Multi-core	Multi-core
Uygun Heap Aralığı	< 512 MB	512 MB – 4 GB	> 1 GB
Apinizer Profil	Low (≤ 768 MB)	Medium (769-1536 MB)	High (> 1536 MB)

​

ZGC Güvenlik Sınırı

​

Sorun

ZGC, colored pointer ve multi-mapping mekanizmaları nedeniyle diğer GC’lere kıyasla önemli ölçüde daha fazla native bellek (heap dışı bellek) kullanır. Mevcut kurulumlardan upgrade yapıldığında, eski MaxRAMPercentage=80.0 ayarı G1GC için güvenli olsa da ZGC için container OOM Kill’e neden olabilir.

​

Otomatik Cap Mekanizması

Apinizer, bu durumu önlemek için bir güvenlik mekanizması uygular:

• ZGC otomatik seçildiğinde ve kullanıcı JAVA_OPTS’da MaxRAMPercentage değerini %70’in üzerinde ayarlamışsa:
  • Heap yüzdesi otomatik olarak %70’e düşürülür
  • Pod log’larında aşağıdaki uyarı mesajı görünür:

WARNING: MaxRAMPercentage=80% is too high for ZGC (needs extra native memory).
         Capping heap to 70% to prevent container OOM kill.
         To suppress this, explicitly set a GC in JAVA_OPTS (e.g. -XX:+UseG1GC).

​

Devre Dışı Bırakma

Cap mekanizmasını devre dışı bırakmak için JAVA_OPTS’da GC’yi açıkça belirtin. Bu durumda otomatik GC seçimi ve güvenlik cap’i devreden çıkar:

env:
  - name: JAVA_OPTS
    value: "-XX:+UseG1GC -XX:MaxRAMPercentage=80.0"

GC’yi kendiniz belirttiğinizde güvenlik cap’i devreden çıkar. ZGC ile MaxRAMPercentage=80.0 kullanırsanız OOM Kill riski taşırsınız. ZGC için %70’i aşmayın.

​

Modül Bazlı Öneriler

​

Worker (Gateway)

Gateway pod’ları yüksek eşzamanlı HTTP trafiği işler. Bellek yapılandırması trafik yoğunluğuna göre belirlenir.

Düşük trafik (≤ 500 TPS):

resources:
  requests:
    memory: "1Gi"
  limits:
    memory: "1Gi"
# Otomatik profil: Medium (G1GC, %60 heap)

Orta trafik (500 – 2000 TPS):

resources:
  requests:
    memory: "2Gi"
  limits:
    memory: "2Gi"
# Otomatik profil: High (ZGC, %70 heap)

Yüksek trafik (> 2000 TPS):

resources:
  requests:
    memory: "4Gi"
  limits:
    memory: "4Gi"
# Otomatik profil: High (ZGC, %70 heap)

Gateway pod’larında yüksek eşzamanlı istek sayısı nedeniyle ZGC’nin sub-millisecond GC duraklaması özellikle faydalıdır. P99 latency değerlerinde belirgin iyileşme sağlar.

​

Cache (Hazelcast)

Cache Server pod’ları büyük veri yapıları tutar ve uzun ömürlü nesnelere sahiptir. Büyük heap boyutlarında ZGC’nin düşük GC duraklaması, Hazelcast cluster iletişiminde timeout riskini azaltır.

Standart cache kullanımı:

resources:
  requests:
    memory: "2Gi"
  limits:
    memory: "2Gi"
# Otomatik profil: High (ZGC, %70 heap)

Büyük cache kapasitesi:

resources:
  requests:
    memory: "4Gi"
  limits:
    memory: "4Gi"
# Otomatik profil: High (ZGC, %70 heap)

Hazelcast büyük heap kullandığında G1GC ile uzun GC duraklamaları cluster partition’a neden olabilir. ZGC bu riski ortadan kaldırır.

​

Manager

Manager pod’ları web arayüzü ve konfigürasyon yönetimi sağlar. Yoğun trafik işlemez, standart otomatik profil yeterlidir.

resources:
  requests:
    memory: "2Gi"
  limits:
    memory: "2Gi"
# Otomatik profil: High (ZGC, %70 heap)

​

Integration

Integration pod’ları zamanlanmış görevleri çalıştırır. Standart otomatik profil yeterlidir.

resources:
  requests:
    memory: "1Gi"
  limits:
    memory: "1Gi"
# Otomatik profil: Medium (G1GC, %60 heap)

​

Portal

Portal modülü sabit olarak ZGC kullanır (otomatik profil sistemi yoktur). ZGC güvenlik cap’i uygulanır — MaxRAMPercentage %70’in üzerinde ayarlanırsa otomatik olarak %70’e düşürülür.

resources:
  requests:
    memory: "512Mi"
  limits:
    memory: "512Mi"
# Sabit: ZGC + AlwaysPreTouch

​

Yapılandırma Örnekleri

​

Otomatik Profil (Önerilen)

En basit kullanım — JAVA_OPTS boş bırakılır veya GC/heap dışı parametreler eklenir:

env:
  - name: JAVA_OPTS
    value: ""

Sistem container belleğine göre en uygun GC ve heap yüzdesini otomatik seçer.

​

Manuel GC Seçimi

Belirli bir GC kullanmak istiyorsanız JAVA_OPTS’da belirtin. Otomatik GC seçimi devreden çıkar, ancak heap yüzdesi hala otomatik ayarlanır:

env:
  - name: JAVA_OPTS
    value: "-XX:+UseG1GC"

​

Manuel Heap Ayarı

Heap yüzdesini kendiniz belirlemek istiyorsanız:

env:
  - name: JAVA_OPTS
    value: "-XX:MaxRAMPercentage=65.0"

ZGC otomatik seçilecek ortamlarda (> 1536 MB bellek) MaxRAMPercentage=70’in üzerinde değer kullanmayın. Güvenlik cap’i devreye girer ve değer %70’e düşürülür.

​

Manuel Profil Seçimi (JVM_MEMORY_PROFILE)

Otomatik algılamayı atlamak ve belirli bir profili zorlamak için:

env:
  - name: JVM_MEMORY_PROFILE
    value: "medium"  # low, medium veya high

Bu, container bellek miktarından bağımsız olarak seçilen profilin GC ve heap ayarlarını uygular.

​

Tier Bazlı Hazır Şablonlar

Tier 1 — Geliştirme/Test (1 Core / 512 MB):

env:
  - name: JVM_MEMORY_PROFILE
    value: "low"
resources:
  requests:
    memory: "512Mi"
  limits:
    memory: "512Mi"
# Sonuç: SerialGC, %50 heap (256 MB), 512k stack

Tier 2 — Staging (2 Core / 2 GB):

resources:
  requests:
    memory: "2Gi"
  limits:
    memory: "2Gi"
# Otomatik: ZGC, %70 heap (~1.4 GB)

Tier 3 — Production (4 Core / 4 GB):

resources:
  requests:
    memory: "4Gi"
  limits:
    memory: "4Gi"
# Otomatik: ZGC, %70 heap (~2.8 GB)

Tier 4 — Yüksek Yük Production (8 Core / 8 GB):

resources:
  requests:
    memory: "8Gi"
  limits:
    memory: "8Gi"
# Otomatik: ZGC, %70 heap (~5.6 GB)

​

MaxRAMPercentage Güvenli Sınırlar Tablosu

GC Türü	Güvenli Maks Yüzde	Neden
Serial GC	%80	Minimum native bellek overhead’i
G1GC	%75	Orta düzeyde native bellek kullanımı (region metadata, remembered sets)
ZGC	%70	Colored pointer ve multi-mapping nedeniyle yüksek native bellek tüketimi

Bu sınırlar genel önerilerdir. Yoğun thread kullanımı, büyük native buffer’lar veya çok sayıda dosya tanımlayıcı kullanan iş yükleri için daha düşük değerler gerekebilir.

​

Sorun Giderme

​

OOM Kill

Belirti: Pod sürekli restart oluyor, kubectl describe pod çıktısında OOMKilled görünüyor.

Olası Nedenler ve Çözümler:

Neden	Çözüm
ZGC ile yüksek MaxRAMPercentage	JAVA_OPTS’dan MaxRAMPercentage ayarını kaldırın (otomatik profil %70 kullanır) veya %70’in altına düşürün
Container belleği yetersiz	resources.limits.memory değerini artırın
Thread stack’leri çok fazla bellek tüketiyor	-Xss512k veya -Xss256k ekleyin
Native bellek sızıntısı	Bellek Sızıntıları ve OOM Hataları sayfasına bakın

​

Yüksek GC Duraklaması

Belirti: Yanıt süreleri periyodik olarak artıyor, P99 latency yüksek.

Çözümler:

• G1GC kullanıyorsanız: Container belleğini > 1536 MB’a çıkarın (otomatik olarak ZGC seçilir) veya JVM_MEMORY_PROFILE=high ayarlayın
• Serial GC kullanıyorsanız: Container belleğini artırın veya en az medium profile geçin
• G1GC’de -XX:MaxGCPauseMillis=200 parametresi eklenebilir

​

Log’da WARNING Mesajı

Pod log’larında aşağıdaki mesajı görüyorsanız:

WARNING: MaxRAMPercentage=80% is too high for ZGC (needs extra native memory).
         Capping heap to 70% to prevent container OOM kill.

Anlamı: Ortam değişkenlerinde MaxRAMPercentage=80 (veya %70’in üzerinde bir değer) ayarlanmış, ancak otomatik profil ZGC seçmiş. Güvenlik cap’i devreye girerek heap yüzdesini %70’e düşürmüştür.

Çözüm seçenekleri:

1. JAVA_OPTS’dan MaxRAMPercentage ayarını tamamen kaldırın — otomatik profil en uygun değeri seçer
2. GC’yi açıkça belirtin: -XX:+UseG1GC -XX:MaxRAMPercentage=80.0 (cap devreden çıkar)
3. MaxRAMPercentage değerini %70 veya altına düşürün

​

İlgili Sayfalar

• Kapasite Planlama
• Bellek Sızıntıları ve OOM Hataları
• Podların Anlık Thread Sayılarının Periyodik İzlenmesi
• Gateway Runtime’ları
• Dağıtık Cache