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OSvのご紹介 in 
Java 8 HotSpot meeting Presentation Transcript

  • 1. OSvのご紹介 in Java 8 HotSpot meeting Takuya ASADA <syuu@cloudius-systems> Cloudius Systems
  • 2. 自己紹介 • @syuu1228 on Twitter • Software Engineer at Cloudius Systems • FreeBSD developer (bhyve, network stack..) • カーネル／VM探検隊　初代主催者 • Software Designで「ハイパーバイザの作り方」 を連載中
  • 3. Cloudius Systemsについて • OSvの開発母体（フルタイムデベロッパで開発） • Office：Herzliya, Israel • CTO : Avi Kivity → Linux KVMのパパ • 他の開発者：元RedHat(KVM), Parallels(Virtuozzo, OpenVZ) etc.. • イスラエルの主な人物は元Qumranet（RedHatに買収） • 半数の開発者がイスラエル以外の国からリモート開発で参加 • 18名・9ヶ国（イスラエル在住は9名）
  • 4. OSvの概要
  • 5. OSvとは？ • OSvは単一のアプリケーションをハイパーバイザ・IaaSでLinuxOSな しに実行するための新しい仕組み • より効率よく高い性能で実行 • よりシンプルに管理しやすく • オープンソース（BSDライセンス）、コミュニティでの開発 • http://osv.io/ • Kivity, Avi, et al. "OSv—Optimizing the Operating System for Virtual Machines." 2014 USENIX Annual Technical Conference (USENIX ATC 14). USENIX Association, 2014.
  • 6. １つのアプリだけ 実行したいユースケース Javaアプリ JVM ゲストOS ハイパーバイザ ホストOS デカいゲストOSは 余計なオーバヘッドでは？ Javaアプリ JVM ハイパーバイザ ホストOS
  • 7. 解決策：ライブラリOS Javaアプリ JVM OSv ハイパーバイザ ホストOS 出来るだけ改造しない ここで環境の違いを吸収
  • 8. OSv=ライブラリOS • OSを利用するために呼び出すLinux APIをライブラリのような 形式で提供 （glibcへの限定的な互換性を提供） • 言語ランタイムはなるべく改造しないで移植可能にする （OpenJDK/Linux x86_64バイナリが動く） • API提供に必要な機能は実装 （ファイルシステム=ZFS、TCP/IP、スレッド&SMP） • フルサイズのOSとは構造の異なる薄いレイヤ （単一プロセス、単一メモリ空間、全てカーネルモード）
  • 9. 動作環境 • ハイパーバイザ • KVM • Xen • VMware • VirtualBox • IaaS • Amazon EC2 • Google Compute Engine
  • 10. 対応アプリ （Java） • OpenJDK7,8 • Tomcat • Cassandra • Jetty • Solr • OpenDaylight • Gitblit • Clojure • JRuby（Ruby on Railsなど） • Ringo.JS • Jython • Erjang • Scala • Quercus（PHPエンジン、 Wordpressなど） • minecraft-server • Oracle NoSQLDB
  • 11. 対応アプリ （Java以外） • Ruby • WEBRick • Ruby on Rails • Publify（Railsベースのブログエンジン） • mruby • lua • Node.js
  • 12. 何が動くの？ （ネイティブアプリ） • haproxy • memcached • MySQL • LevelDB • SQLite • twemproxy
  • 13. フットプリント （ディスクイメージサイズ） • mruby = 14MB • Ruby = 48MB • OpenJDK = 77MB
  • 14. デモ
  • 15. OSvのフットプリント と性能
  • 16. フットプリント （最低メモリ使用量） • mruby = 65MB • Ruby = 75MB • OpenJDK = 110MB
  • 17. ブート時間 • 1秒（DHCP、ZFS初期化込み）
  • 18. SPECjbb2005(Java) • 120% faster than Linux guest 41000 30750 20500 10250 0 OSv Fedora score
  • 19. iperf(network) • 186% faster than Linux guest 21 15.75 10.5 5.25 0 OSv Fedora Gbps
  • 20. fsmark • 142% faster than Linux guest 220 165 110 55 0 OSv(ZFS) Linux(ZFS) Linux(ext4) files/sec
  • 21. memcached • ※ネットワークスタッ クを迂回する独自版 memcachedでの比較 • 280% faster than Linux guest 8000 6000 4000 2000 0 OSv Fedora score
  • 22. OSvの周辺機能
  • 23. OSvをプログラムから操作 「REST API」 • REST API経由でOSvに任意の操作を実行 • 従来のOS：コマンド実行やファイルの編集で設 定を変更 (手動が基本、シェルスクリプトなどで自動化) OSv：APIで設定を変更 (自動化が基本、CLIはオプション）
  • 24. OSvを対話的に操作 「Lua CLI」 • 簡易的なシェル機能を実現 • 全ての機能をREST API上に実装 • デフォルトではOSv上で実行されるが、リモー トホストで実行してSSH代わりに使用可能
  • 25. 初期化スクリプトを サーバからダウンロード＆実行 「Cloud Init」 • ネットワーク上からYAMLをダウンロードしてき て、ダウンロードしたファイルに記述されてい るREST APIを順次実行
  • 26. OSv GUI • WebベースのGUI • OSの負荷、JVMのリソース情報、アプリの statisticsなどの統計情報を表示 • Virtual applianceとしてOSvを使うことを前 提にCassandra, memcached, Redisなどの アプリの情報を表示する機能を実装中
  • 27. a
  • 28. 簡易デプロイツール 「Capstan」 • 色々なアプリがインストールされたOSvのVMイ メージを、コンパイルなどの難しい作業なしに手 軽に実行するツール • Linux, Mac, Windowsで動作 • VirtualBox, VMware, KVMなどに対応
  • 29. クラウドへのデプロイ • Amazon EC2 • AMIを配布中 • Google Compute Engine • capstanからアップロード可能
  • 30. OSvにおけるJavaの拡 張
  • 31. JMX on REST API • JMXのMBeanへREST API経由でアクセスが出 来る • Javaアプリケーションの内部情報を取得・変更 することが可能 • JMX APIとJolokiaベースの２つの実装が存在
  • 32. JVMマルチテナント • 1つのVMでは通常1つのmainメソッドを含むプログラム しか実行出来ない • OSvは単一プロセスなので1つのJavaアプリしか起動出 来ない • マルチテナントをサポートするクラスローダを独自に実 装し、複数のmainメソッドを含むプログラム群をロード ＆実行するような仕組みを実装 • JVM自体のコードは無変更
  • 33. JVM ballooning • OS起動時にほぼ全てのメモリをJVMヒープに割り当て • OS側のメモリが足りなくなってきたらOSへコールバッ クAPIを使って通知 Java側でByteArrayを作成し（GC対策）この領域をOS 側へ返還 • OSが使わないメモリ領域は引き続きJava側が使用出来 る • JVM自体のコードは無変更
  • 34. OSv API • ELFバイナリのロード＆実行 • リブート • ARPテーブル、ルーティングテーブルの編集 • IPアドレスの設定、DHCPクライアントの制御 • JVM Balloon API • カーネルトレースポイント API
  • 35. Javaアプリの移植
  • 36. Rhinoの例 • Makefileでzipをwget、unzip • Capstanfileでjs.jarをOSvのFSへ展開
  • 37. Makefile .PHONY: all all: wget ftp://ftp.mozilla.org/pub/mozilla.org/ js/rhino1_7R2.zip unzip -x rhino1_7R2.zip
  • 38. Capstanfile base: cloudius/osv-openjdk cmdline: /java.so -jar /js.jar build: make files: /js.jar: rhino1_7R2/js.jar
  • 39. ビルド＆実行 [syuu@devil rhino]$ capstan build Building rhino... Downloading cloudius/osv-openjdk/index.yaml... 149 B / 149 B [====================================================== ] 100.00 % Downloading cloudius/osv-openjdk/osv-openjdk.qemu.gz... 70.82 MB / 70.82 MB [================================================] 100.00 % [syuu@devil rhino]$ capstan run Created instance: rhino OSv v0.13 eth0: 192.168.122.15 Rhino 1.7 release 2 2009 03 22 js>
  • 40. コミュニティ活動
  • 41. コミュニティ活動 • 東京 - 毎月開催 • 大阪 - 予定中、参加者募 集
  • 42. OSC • 関西と関東のOSCに出 展
  • 43. 日本語情報 • osv-ja-wiki • github.com/syuu1228/osv-ja-wiki