利用JMX统计远程JAVA进程的CPU和Memory

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利用JMX统计远程JAVA进程的CPU和Memory


从JAVA 5开始,JDK提供了一些JVM检测的API,这就是有名的java.lang.management 包,包里提供了许多MXBean的接口类,可以很方便的获取到JVM的内存、GC、线程、锁、class、甚至操作系统层面的各种信息,本文就简单的介绍一种利用JMX对JAVA进程进行CPU、堆内存使用的监控。可能有人会觉得没必要这样做,因为用jconsole之类的工具都能做到,而且会比本文的例子更详细。但是有些时候将console不一定能监控到作为系统服务的java进程,我最近就不得不自己编码去获取远程java进程的监控数据。希望能起到抛砖引玉的作用吧。

      首先,简要介绍下JMX(Java Management Extensions),即Java管理扩展,用来监视和管理JVM以及其运行的操作系统。目前java平台主要提供了下图所示的9个MXBean, 各个MXBean的作用根据类名大概能猜出几分,具体可查API。


利用JMX统计远程JAVA进程的CPU和Memory_第1张图片

        java.lang.management包中的mxbean提供了基本的功能,在sum.com.management中对某些功能有所增强,当然我们也可以根据JMX规范提供自己的MXBean。

 

       下面我主要使用java.lang.management.MemoryMXBean和sun.com.management.OperatingSystemMXBean分别对远程JAVA进行内存和cpu的监控。根据需求5秒钟读取一次数据,内存主要是已使用的Heap Memory,CPU主要就是使用率了。

 

       在使用OperatingSystemMXBean以及MemoryMXBean之前,首先必须得到JMXConnector并创建MBeanServerConnnection,有了这个connection我们就可以利用ManagementFactory创建需要的MXBean了,类依赖图如下:


利用JMX统计远程JAVA进程的CPU和Memory_第2张图片
        示例代码:

Java代码   收藏代码
  1. /* 
  2. * host: 远程机器的ip地址 
  3. * port: 远程java进程运行的jmxremote端口 
  4. */  
  5. JMXServiceURL serviceURL = new JMXServiceURL( host,port );  
  6. JMXConnector conn = JMXConnectorFactory.connect(serviceURL);  
  7. MBeanServerConnection mbs=conn.getMBeanServerConnection();  
  8.   
  9. //获取远程memorymxbean  
  10. MemoryMXBean memBean=ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy  
  11. (mbs,ManagementFactory.MEMORY_MXBEAN_NAME, MemoryMXBean.class);  
  12. //获取远程opretingsystemmxbean  
  13. com.sun.management.OperatingSystemMXBean opMXbean =   
  14. ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(mbs,                 
  15. ManagementFactory.OPERATING_SYSTEM_MXBEAN_NAME, OperatingSystemMXBean.class);  

 

       然后,采集memory的数据就比较简单了,直接调用API获取:

Java代码   收藏代码
  1. /**    Collect data every 5 seconds      */  
  2. try {  
  3.     TimeUnit.SECONDS.sleep(5);  
  4. catch (InterruptedException e) {  
  5.     logger.error("InterruptedException occurred while MemoryCollector sleeping...");  
  6. }  
  7.   
  8. MemoryUsage heap = memBean  
  9. etHeapMemoryUsage();  
  10. MemoryUsage nonHeap = memBean  
  11. etNonHeapMemoryUsage();  
  12. long heapSizeUsed = heap.getUsed();//堆使用的大小  
  13. long nonHeapSizeUsed = nonHeap.getUsed();  
  14. long heapCommitedSize = heap.getCommitted();  
  15. long nonHeapCommitedSize = nonHeap.getCommitted();  
  16.                   

      采集CPU利用率需要自己计算一下,因为API只提供了获取cpu的使用时间,我得在两次系统时间间隔内获取两次CPU的使用时间,得到在该时间间隔内cpu使用的时间,相除即得到CPU的使用率,当然误差肯定存在。

计算cpu使用率代码   收藏代码
  1.         Long start = System.currentTimeMillis();  
  2.         long startT = opMXbean.getProcessCpuTime();  
  3.         /**    Collect data every 5 seconds      */  
  4.         try {  
  5.             TimeUnit.SECONDS.sleep(5);  
  6.         } catch (InterruptedException e) {  
  7.             logger.error("InterruptedException occurred while MemoryCollector sleeping...");  
  8.         }  
  9.         Long end = System.currentTimeMillis();  
  10.         long endT = opMXbean.getProcessCpuTime();  
  11. //end - start 即为当前采集的时间单元,单位ms  
  12. //endT - startT 为当前时间单元内cpu使用的时间,单位为ns  
  13. //所以:double ratio = (entT-startT)/1000000.0/(end-start)/opMXbean.getAvailableProcessors()  
 

      核心代码就是这些了,当然,具体使用的话应该用单独的线程分别取cpu、memory数据,读取的数据需要写文件或者画图,监控时间长的话还要定时的将这些数据刷到磁盘文件或数据库中,等,这些都是题外话了。这边我写到excel中,然后在excel中图形展示,远程监控的程序不方便展示,仅仅来监控一段模拟cpu正弦曲线的程序,来看看我监控到的数据(图形)是否和预期一致,并与jconsole采到的有何差异:

被测程序,模拟cpu正弦曲线代码   收藏代码
  1. public class SinCpu {  
  2.   
  3.     public static final double TIME = 1000;  
  4.   
  5.     /**  
  6.      * @param args the command line arguments  
  7.      */  
  8.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
  9.             new Thread(new SinTask()).start();  
  10.     }  
  11.   
  12.       
  13.       
  14.    static class SinTask implements Runnable{  
  15.   
  16.         @Override  
  17.         public void run() {  
  18.             double x = 0;  
  19.             double y = 0;  
  20.   
  21.             while (true) {  
  22.                 y = (Math.sin(x) + 1) * TIME / 2;  
  23.                 doSomeSimpleWork(y);  
  24.                 x += 0.1;  
  25.                 try {  
  26.                     Thread.sleep((long) (TIME - y));  
  27.                 } catch (InterruptedException e) {  
  28.                     e.printStackTrace();  
  29.                 }  
  30.             }  
  31.         }  
  32.         private void doSomeSimpleWork(double y) {  
  33.             long startTime = System.currentTimeMillis();  
  34.             while ((System.currentTimeMillis() - startTime) < y) {  
  35.             }  
  36.         }  
  37.     }  
  38. }  

 

       监控结果基本和预期一样,CPU数据图呈现预期的正弦曲线:


利用JMX统计远程JAVA进程的CPU和Memory_第3张图片

        上图中,第一个图是从jconsole监控图中截过来的,而下图是我利用opMXBean计算获得,两个图基本吻合,数据基本波动在0-25%是因为我测试机器是四核的cpu,两个图像之间有位移是因为,我手动打开jconsole没有我程序监控来的快,所以大概图像平移下基本吻合。

        内存的测试应该比CPU还要准一些,这里就不贴了。Note: 如果监控的程序线程数量很大,cpu会有较明显误差,而且采的频率不够高的话可能有些点漏采。

 

最后:被测程序必须开放JMXREMOTE端口,具体使用参数:

-Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=[开放的端口]
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false

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