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关于java:Java-中的监控与管理原理概述

jiezi

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本文 Github.com/niumoo/JavaNotes 和 程序猿阿朗博客 曾经收录，有很多知识点和系列文章。

以后文章属于 Java 性能剖析优化系列文章，点击能够查看所有文章。

这篇文章是 Java 性能剖析监控与优化 系列的第一篇文章，本来是打算零碎的介绍 Java 性能剖析形式和风行的监控工具，然而提笔之后意识到，只介绍剖析形式和监控工具过于浅尝辄止了。如果只会应用某个工具而不晓得背地的实现原理，总感觉有种陌生感，我想你们也是一样，所以多了这篇文章。

Java SE 监控治理性能

这篇文章介绍 Java Standard Edition（Java SE）平台提供的监控和治理技术 – JMX（Java Management Extensions）技术。

Java SE 平台自身就提供了用于监控和治理服务的实用性功能模块，按性能来说次要分为上面四类：

  • Java 监控和治理 API
  • Java 虚拟机检测
  • Java 治理扩大技术（JMX）
  • Java 监控和治理的工具

这篇文章会介绍这四个局部的相干常识，旨在理解 Java SE 监控与治理的相干性能，对其中的相干概念有个了解。

Java 监控和治理 API

Java SE 中蕴含了用于监控和治理的（java.lang.management）API，通过这些 API 能够实现应用程序的自我监控，此 API 次要提供了以下信息的拜访：

  • 类加载相干。
  • JVM 相干，如运行工夫、零碎环境变量、用户输出参数。
  • 线程相干，如线程状态，线程的统计信息、线程的堆栈等。
  • 内存应用状况。
  • GC 状况。
  • 死锁检测。
  • 操作系统信息。

下图是 Java 17 中的 java.management 模块。

JConsole 就是通过拜访这些治理 API 提供的数据，绘制了监控的界面版。

Java 虚拟机监测

下面说到 Java SE 中曾经内置了开箱即用的监控和治理性能，通过这些性能能够实现程序的自我监测，Java 默认曾经实现了对 Java 虚拟机相干信息的监测，在 Java 监控和治理 API 局部也列举了 API 能够监测的局部内容，那么怎么应用呢？

上面通过一个简略的示例，演示如何通过监控治理 API 获取零碎信息、编译器信息、内存信息以及垃圾收集器信息。

package com.wdbyte;

import java.lang.management.CompilationMXBean;
import java.lang.management.GarbageCollectorMXBean;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.MemoryMXBean;
import java.lang.management.MemoryManagerMXBean;
import java.lang.management.MemoryUsage;
import java.lang.management.OperatingSystemMXBean;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class JavaManagement {public static void main(String[] args) {OperatingSystemMXBean operatingSystemMXBean = ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
        String osName = operatingSystemMXBean.getName();
        String osVersion = operatingSystemMXBean.getVersion();
        int processors = operatingSystemMXBean.getAvailableProcessors();
        System.out.println(String.format("操作系统：%s，版本：%s，处理器：%d 个", osName, osVersion, processors));

        CompilationMXBean compilationMXBean = ManagementFactory.getCompilationMXBean();
        String compilationMXBeanName = compilationMXBean.getName();
        System.out.println("编译系统：" + compilationMXBeanName);

        MemoryMXBean memoryMXBean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
        MemoryUsage heapMemoryUsage = memoryMXBean.getHeapMemoryUsage();
        long max = heapMemoryUsage.getMax();
        long used = heapMemoryUsage.getUsed();
        System.out.println(String.format("应用内存：%dMB/%dMB", used / 1024 / 1024, max / 1024 / 1024));

        List<GarbageCollectorMXBean> gcMXBeans = ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans();
        String gcNames = gcMXBeans.stream()
            .map(MemoryManagerMXBean::getName)
            .collect(Collectors.joining(","));
        System.out.println("垃圾收集器：" + gcNames);
    }
}

运行时指定了内存为 100MB（-Xms100M -Xmx100M），失去如下后果。

操作系统：Mac OS X，版本：11.6，处理器：12 个
编译系统：HotSpot 64-Bit Tiered Compilers
应用内存：2MB/100MB
垃圾收集：G1 Young Generation,G1 Old Generation

:::tip 留神

细看代码能够发现其中很多类都是以 MXBean 结尾，这是什么意思呢？

:::

Java 治理扩大技术（JMX）

在 Java 虚拟机监测中的代码示例中，能够看到很多命名以 MXBean 结尾的类，这里曾经波及到了 JMX（Java Management Extensions）技术。

JMX 技术提供了一种简略、规范的形式来治理资源，如操作系统、虚拟机信息、内存状态、线程信息等，这些统称为被治理的资源。而且 JMX 是能够动静的，所以能够应用 JMX 技术来监测和治理各种资源。能够应用 JMX 技术来监测 Java 虚拟机状态，也能够应用 JMX 技术构建本人的须要治理的资源。

JMX 技术只有资源定义那么简略吗？不是的。JMX 标准了 Java 中资源定义的形式、资源管理的形式、监控和治理的体系结构、具体实现的设计模式、监控和治理的相干 API 以及 用于网络的近程监控服务（RMI），这一系列性能统称为 JMX 技术。是 Java SE 平台的规范局部。

下面屡次提到了 治理资源，那么如何定义一个资源呢？JMX 技术给出了资源定义的体系结构和设计模式，在 JMX 中，通过定义一个被称为 MBean 或 MXBean 的 Java 对象来示意要治理指定的资源，资源定义的 Java 类名必须以 MBean 或 MXBean 结尾。

下图是 Java 17 中的以 MXBean 结尾的资源定义类，通过命名能够看出每个类代表了什么资源。

这篇文章次要是介绍 Java SE 中的监控与治理性能，让大家对 Java 中的监控与治理背地的原理和概念有一个具体的意识，所以 MBean 和 MXBean 的具体设计实现形式不是这篇文章的重点，这里不过多介绍，会放到下一篇独立的 JMX 技术文章中介绍。

Java 监控和治理的工具

JMX 技术中提到 JMX 不仅提供了监控和治理的 API，还提供了用于网络远程管理的服务，能够应用 JMX 相干监控管理工具，通过网络近程连贯到正在运行 Java 虚拟机，监控其运行状态，Java 中集成的 jconsole 就是这样一款工具。

本地随便启动一个能够继续运行的 Java 程序用作被监测对象，如果你曾经配置好 Java 环境变量，能够间接通过 jconsole 启动工具。

 $ jconsole

启动后的 jconsole 曾经列出了本地正在运行的 Java 程序，抉择本人想要监测的进行进行监测。

连贯胜利后能够看到以后 Java 过程的资源占用状况。

在 MBean 页面中，能够看到各种曾经被定义的资源的具体情况。

Jconsole 是一款弱小的图形界面 JMX 管理工具，不仅能够连贯本地 Java 程序，还能够通过网络监控近程的 Java 程序运行状态，不过不是此篇文章重点，不在详细描述。

参考：

  • https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/jmx/
  • https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/management/

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