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本文为大家讲解 MOF 中的 CaptureFramework 框架。该框架提供统一的数据抓取行为和生成抓取结果能力，实现实时数据采集。
背景
应用服务监控是智能运维系统的重要组成部分。在 UAV 系统中，中间件增强框架（MOF）探针提供了应用画像及性能数据收集等功能，其中数据收集功能主要采集四类数据：实时数据、画像数据、调用链接数据生成以及线程数据分析数据。为实现实时数据采集，UAVStack 设计了 CaptureFramework 框架，提供统一的数据抓取行为和生成抓取结果能力。
CaptureFramework 运行原理
关键技术说明：
JavaAssist
Monitor 捕获体系
precap/docap
架构说明：
捕获点：支持 Tomcat、MSCP、Springboot、Jetty 埋点。
UAVServer 单例：作为统一的捕获入口点，提供了同步和异步方法。
StandardMonitor：实现了 Monitor 接口，是实时数据抓取实现类，提供了 doCapture 方法，负责抓取行为和生成抓取结果。
MonitorElemCapHandler：不同的抓取逻辑和抓取点的共同接口实现不同的埋点逻辑，提供了抓取行为的方法 preCap 与 doCap 以及生成抓取结果的方法 preStore。
StandardMonitorRepository：存储实时数据抓取数据结构。
DataObserver：暴露了 JMX/HTTP 接口数据。
关键类说明
Monitor 实时监控主要是从 DefaultMonitorSupporter 类启动初始化 StandardMonitor 对象，通过 CaptureFramework 将 monitor 对象安装到 DataStore 对象中。
DataObserver 提供 JMX/HTTP 服务，供后续 MA 抓取使用，其中 Http 服务注册了三个 handler，分别为 HttpJEEJVMObserver、HttpJEEMonitorObserver、HttpJEEProfileObserver。不同的 handler 暴露了不同的接口。
MonitorHandler 包下的 Handler 类具体处理 Monitor 的指标数据计算和统计。
捕获点剖析
CaptureFrameWork 框架提供了统一的捕获入口点，在 UAVServer 中分别提供了同步方法与异步方法：
同步捕获入口点：runMonitorCaptureOnServerCapPoint
异步捕获入口点：runMonitorAsyncCaptureOnServerCapPoint
同步与异步调用的差异分析：
异步比同步多增加了一个参数 CaptureContextMapFromAnotherThread，该参数若不为空，则需要合并上下文的信息。一般情况下在使用异步方法埋点时，在方法执行前调用异步捕获方法传入的 CaptureContextMapFromAnotherThread 为空，并返回封装好的上下文信息，在方法执行结束后调用异步捕获方法传入上下文信息，并进行上下文信息合并，再进行具体的捕获操作，具体可参考以下代码片段：
方法执行前的异步调用：
方法执行后的异步调用如下，其中 ccMap 为异步调用返回的封装好的上下文信息：
抓取行为剖析
Monitor 接口：提供了多个接口，其中最主要的是 doCapture 与 doPreStore 方法，doCapture 用来实现在特定的捕获点执行抓取数据行为，doPreStore 方法用来实现在存储到数据结构之前的一些捕获动作，做一些特殊数据的处理。
StandardMonitor 类：Monitor 接口的具体实现类。
StandardMonitorRepository 类：存储实时数据抓取数据结构。
MonitorElementInstance 接口：存储实时数据抓取数据结构的实例接口。
StandardMonitorElementInstance 类：MonitorElementInstance 接口的具体实现类。
无论是同步捕获入口点还是异步捕获入口点都会执行 doCapture 方法，代码片段如下：
monitor.doCapture 是调用了 Monitor 接口中的 doCapture，其实现类是 StandardMonitor。
StandardMonitor 中的 doCapture 方法主要做了如下操作：
根据参数获取当前的 MonitorElement 数组，MonitorElement 数组通过 StandardMonitorRepository 的 getElementByCapId 实现；
循环处理 MonitorElement 数组，获取捕捉数据实现类，根据实现类获取当前要执行的 handler，最后根据当前获取的 handler 判断捕获阶段（precap/docap），然后进行相应的处理。不同的 handler 根据不同的特性处理生成 MonitorElementInstance，最后将结果存储在 StandardMonitorRepository 数据结构中。
以 ServerEndRespTimeCapHandler（服务端抓取行为）为例：
preCap 方法：只记录了服务的开始请求时间。
doCap 方法：根据不同的 monitorElemId 进行不同的逻辑处理，最后封装好 MonitorElementInstance 实例，然后再进行抓取行为结果的处理，其中包含最大值消峰、最大值、最小值、返回状态码、时间戳更新、计数等相应的数据处理。
什么是实时数据
即运行时数据，指的是在程序运行时产生的信息，程序占用的 CPU、堆内存、JVM 信息以及提供服务访问与客户端调用的相关统计信息 (平均响应时间、访问计数等)。
服务端数据采集
DefaultMonitorSupporter 的实现
服务端数据采集以 DefaultMonitorSupporter.start 为入口点，构建 monitor 实例：
默认构建 service 类型的 StandardMonitor 实例，其中包含 StandardMonitorRepository 实例，StandardMonitorRepository 实例注册 monitor，一个该实例包含多个 MonitorElement 实例，并将所有的 MonitorElement 实例保存在 elemsMap 属性中。
elemsMap 属性根据不同的采集对象保存不同的采集类 handler：
ServerEndRespTimeCapHandler：采集 Server、APP、URL 的响应时间和加载计数等.
JVMStateCapHandler：采集 jvm 状态，包括 Heap 使用、GC 计数、线程计数、CPU、class 计数等。
代码片段如下：
客户端数据采集
DefaultClientMonitorSupporter 的实现
客户端数据采集以 DefaultClientMonitorSupporter.start 为入口点，构建 monitor 实例：
默认构建 client 类型的 StandardMonitor 实例，其中包含 StandardMonitorRepository 实例，StandardMonitorRepository 实例注册 monitor，一个该实例包含多个 MonitorElement 实例，并将所有的 MonitorElement 实例保存在 elemsMap 属性中。
elemsMap：属性只保存一个 ClientRespTimeCapHandler 采集类。
ClientRespTimeCapHandler：采集客户端的响应时间和加载计数等。
无论是客户端的数据采集还是服务端的数据采集，都会将 monitor 安装到 DataObserver 中；并且最后都会将构建成功的 monitor 绑定至指定的捕获方法（即 precap 和 docap）。
DataObServer 的实现
DataObServer 提供了两种模式来暴露接口数据，分别为 JMX 和 HTTP：
HTTP 方式：
由 HttpDataObserverWorker.start 作为入口点，分别注册了三个 handler，分别为获取 JVM 数据、Monitor 数据以及 profile 数据的 handler。不同的 handler 暴露了不同的接口，最终都返回了 JSON 格式的数据。
JMX 方式：
JMX 代理通过 getMBeanInfo 方法获取暴露的接口，来获取数据；
DataObServer 还提供了安装与卸载 monitor、增加与移除 listener 以及获取 profile 和 monitor 的方法：
读完本文后相信大家对 CaptureFramework 框架有了基本的了解，并对 CaptureFramework 的应用有了一定的感悟。本文只介绍了 MOF 相关的一部分内容，若大家对 MOF 感兴趣，欢迎大家后台留言或添加小助手“uavstack-assist”申请加入官方用户群，相信您一定会有所收获。
官方网站：https://uavorg.github.io/main/
开源地址：https://github.com/uavorg
UAV MOF 工作原理之 Agent 注入机制原理：http://college.creditease.cn/…
