JMX可视化监控线程池
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前言
通过阅读本篇文章你将了解到：
JMX介绍
线程池介绍
JMX监控线程池应用
什么是JMX
JMX简介
JMX（Java Management Extensions），监控管理框架，通过使用JMX可以监控和管理应用程序。JMX最常见的场景是监控Java程序的基本信息和运行情况，任何Java程序都可以开启JMX，然后使用JConsole或Visual VM进行预览
JMX架构
JMX架构图
总共分为三层，分发层、代理层、设备层
分发层：根据不同的协议定义了对代理层进行各种操作的管理接口，简单的来说是监控指标的查看方式，可以是HTTP连接、RMI连接、SNMP连接
代理层：管理MBean，通过将MBean注册到代理层实现MBean的管理，除了注册MBean，还可以注册Adapter，代理层在应用中一般都是MBeanService
设备层：监控指标抽象出的类，可以分为以下几种:
Standard MBean
Dynamic MBean
Open MBean
Model MBean
MXBean
应用中一般使用Standard MBean比较多，所以这里只介绍Standard MBean，使用Standard MBean需要满足一定的规则，规则如下：
定义一个接口，接口名必须为
XXXXMBean的格式，必须以MBean结尾如果接口为
XXXXMBean，则接口实现类必须为MBean，否则程序将报错接口中通过
get和set方法表示监控指标是否可读、可写。比如getXXX()抽象方法，则XXX就是监控的指标，getXXX()表示XXX性能指标可读，setXXX()方法表示该监控指标可写参数和返回类型只能是简单的引用类型（如String）和基本数据类型，不可以是自定义类型，如果返回值为自定义类型可以选择
MXBean
线程池简单介绍
线程池是线程的管理工具，通过使用线程池可以复用线程降低资源消耗、提高响应速度、提高线程的可管理性。如果在系统中大量使用线程池，就必须对线程池进行监控方便出错时定位问题。可以通过线程池提供的参数进行监控，线程池提供的参数如下：
| 方法 | 含义 |
getActiveCount |
线程池中正在执行任务的线程数量 |
getCompletedTaskCount |
线程池已完成的任务数量 |
getCorePoolSize |
线程池的核心线程数量 |
getLargestPoolSize |
线程池曾经创建过的最大线程数量 |
getMaximumPoolSize |
线程池的最大线程数量 |
getPoolSize |
线程池当前的线程数量 |
getTaskCount |
线程池需要执行的任务数量 |
应用
介绍完JMX及线程池以后，写一个JMX监控线程池的Demo，总不能纸上谈兵吧
public class ThreadPoolMonitor extends ThreadPoolExecutor {
private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
/**
* ActiveCount
* */
int ac = 0;
/**
* 当前所有线程消耗的时间
* */
private AtomicLong totalCostTime = new AtomicLong();
/**
* 当前执行的线程总数
* */
private AtomicLong totalTasks = new AtomicLong();
/**
* 线程池名称
*/
private String poolName;
/**
* 最短 执行时间
* */
private long minCostTime;
/**
* 最长执行时间
* */
private long maxCostTime;
/**
* 保存任务开始执行的时间
*/
private ThreadLocal startTime = new ThreadLocal<>();
public ThreadPoolMonitor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime,
TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, String poolName) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), poolName);
}
public ThreadPoolMonitor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime,
TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue,
ThreadFactory threadFactory, String poolName) {
super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory);
this.poolName = poolName;
}
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, String poolName) {
return new ThreadPoolMonitor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(), poolName);
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool(String poolName) {
return new ThreadPoolMonitor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<>(), poolName);
}
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(String poolName) {
return new ThreadPoolMonitor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(), poolName);
}
/**
* 线程池延迟关闭时（等待线程池里的任务都执行完毕），统计线程池情况
*/
@Override
public void shutdown() {
// 统计已执行任务、正在执行任务、未执行任务数量
logger.info("{} Going to shutdown. Executed tasks: {}, Running tasks: {}, Pending tasks: {}",
this.poolName, this.getCompletedTaskCount(), this.getActiveCount(), this.getQueue().size());
super.shutdown();
}
@Override
public List shutdownNow() {
// 统计已执行任务、正在执行任务、未执行任务数量
logger.info("{} Going to immediately shutdown. Executed tasks: {}, Running tasks: {}, Pending tasks: {}",
this.poolName, this.getCompletedTaskCount(), this.getActiveCount(), this.getQueue().size());
return super.shutdownNow();
}
/**
* 任务执行之前，记录任务开始时间
*/
@Override
protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {
startTime.set(System.currentTimeMillis());
}
/**
* 任务执行之后，计算任务结束时间
*/
@Override
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
long costTime = System.currentTimeMillis() - startTime.get();
startTime.remove(); //删除，避免占用太多内存
//设置最大最小执行时间
maxCostTime = maxCostTime > costTime ? maxCostTime : costTime;
if (totalTasks.get() == 0) {
minCostTime = costTime;
}
minCostTime = minCostTime < costTime ? minCostTime : costTime;
totalCostTime.addAndGet(costTime);
totalTasks.incrementAndGet();
logger.info("{}-pool-monitor: " +
"Duration: {} ms, PoolSize: {}, CorePoolSize: {}, ActiveCount: {}, " +
"Completed: {}, Task: {}, Queue: {}, LargestPoolSize: {}, " +
"MaximumPoolSize: {}, KeepAliveTime: {}, isShutdown: {}, isTerminated: {}",
this.poolName,
costTime, this.getPoolSize(), this.getCorePoolSize(), super.getActiveCount(),
this.getCompletedTaskCount(), this.getTaskCount(), this.getQueue().size(), this.getLargestPoolSize(),
this.getMaximumPoolSize(), this.getKeepAliveTime(TimeUnit.MILLISECONDS), this.isShutdown(), this.isTerminated());
}
public int getAc() {
return ac;
}
/**
* 线程平均耗时
*
* @return
* */
public float getAverageCostTime() {
return totalCostTime.get() / totalTasks.get();
}
/**
* 线程最大耗时
* */
public long getMaxCostTime() {
return maxCostTime;
}
/**
* 线程最小耗时
* */
public long getMinCostTime() {
return minCostTime;
}
/**
* 生成线程池所用的线程，改写了线程池默认的线程工厂
*/
static class EventThreadFactory implements ThreadFactory {
private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
private final ThreadGroup group;
private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
private final String namePrefix;
/**
* 初始化线程工厂
*
* @param poolName 线程池名称
*/
EventThreadFactory(String poolName) {
SecurityManager s = System.getSecurityManager();
group = Objects.nonNull(s) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup();
namePrefix = poolName + "-pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";
}
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread t = new Thread(group, r, namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0);
if (t.isDaemon())
t.setDaemon(false);
if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
return t;
}
}
} 通过继承线程池来自定义线程池，并在构造函数中加入了poolName标明是哪一个线程池，同时重写了beforeExecute、afterExecute、terminated等方法，在beforeExecute方法中记录线程池执行的时间，在afterExecute方法中计算线程执行的耗时、最大耗时、最小耗时、平均耗时。重写线程池生成线程的方法，指定了生成的线程名
定义一个
MBean：ThreadPoolParamMBean.javaMBean其实并不是一个实体类而是一个接口，里面定义了监控的指标
public interface ThreadPoolParamMBean {
/**
* 线程池中正在执行任务的线程数量
*
* @return
*/
int getActiveCount();
/**
* 线程池已完成的任务数量
*
* @return
*/
long getCompletedTaskCount();
/**
* 线程池的核心线程数量
*
* @return
*/
int getCorePoolSize();
/**
* 线程池曾经创建过的最大线程数量
*
* @return
*/
int getLargestPoolSize();
/**
* 线程池的最大线程数量
*
* @return
*/
int getMaximumPoolSize();
/**
* 线程池当前的线程数量
*
* @return
*/
int getPoolSize();
/**
* 线程池需要执行的任务数量
*
* @return
*/
long getTaskCount();
/**
* 线程最大耗时
*
* @return
* */
long getMaxCostTime();
/**
* 线程最小耗时
*
* @return
* */
long getMinCostTime();
/**
* 线程平均耗时
*
* @return
* */
float getAverageCostTime();
}定义一个MBean实现类：ThreadPoolParam.java
定义的是静态MBean，所以接口实现类必须满足规定，即xxxMBean，实现类为xxx
public class ThreadPoolParam implements ThreadPoolParamMBean {
private ThreadPoolMonitor threadPoolMonitor;
public ThreadPoolParam(ExecutorService es) {
this.threadPoolMonitor = (ThreadPoolMonitor) es;
}
/**
* 线程池中正在执行任务的线程数量
*
* @return
*/
@Override
public int getActiveCount() {
return threadPoolMonitor.getAc();
}
/**
* 线程池已完成的任务数量
*
* @return
*/
@Override
public long getCompletedTaskCount() {
return threadPoolMonitor.getCompletedTaskCount();
}
/**
* 线程池的核心线程数量
*
* @return
*/
@Override
public int getCorePoolSize() {
return threadPoolMonitor.getCorePoolSize();
}
/**
* 线程池曾经创建过的最大线程数量
*
* @return
*/
@Override
public int getLargestPoolSize() {
return threadPoolMonitor.getLargestPoolSize();
}
/**
* 线程池的最大线程数量
*
* @return
*/
@Override
public int getMaximumPoolSize() {
return threadPoolMonitor.getMaximumPoolSize();
}
/**
* 线程池当前的线程数量
*
* @return
*/
@Override
public int getPoolSize() {
return threadPoolMonitor.getPoolSize();
}
/**
* 线程池需要执行的任务数量
*
* @return
*/
@Override
public long getTaskCount() {
return threadPoolMonitor.getTaskCount();
}
/**
* 线程最大耗时
*
* @return
* */
@Override
public long getMaxCostTime() {
return threadPoolMonitor.getMaxCostTime();
}
/**
* 线程最小耗时
*
* @return
* */
@Override
public long getMinCostTime() {
return threadPoolMonitor.getMinCostTime();
}
/**
* 线程平均耗时
*
* @return
* */
@Override
public float getAverageCostTime() {
return threadPoolMonitor.getAverageCostTime();
}
}
监控的参数指标通过线程池得到
测试类：
Test.java
public class Test {
private static Random random = new Random();
public static void main(String[] args) throws MalformedObjectNameException, InterruptedException {
ExecutorService es1 = ThreadPoolMonitor.newCachedThreadPool("test-pool-1");
ThreadPoolParam threadPoolParam1 = new ThreadPoolParam(es1);
ExecutorService es2 = ThreadPoolMonitor.newCachedThreadPool("test-pool-2");
ThreadPoolParam threadPoolParam2 = new ThreadPoolParam(es2);
MBeanServerUtil.registerMBean(threadPoolParam1, new ObjectName("test-pool-1:type=threadPoolParam"));
MBeanServerUtil.registerMBean(threadPoolParam2, new ObjectName("test-pool-2:type=threadPoolParam"));
//http连接的方式查看监控任务
HtmlAdaptor.start();
executeTask(es1);
executeTask(es2);
Thread.sleep(1000 * 60 * 60);
}
private static void executeTask(ExecutorService es) {
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int temp = i;
es.submit(() -> {
//随机睡眠时间
try {
Thread.sleep(random.nextInt(60) * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(temp);
});
}
}).start();
}
}
说明：
启动程序后打开
http://localhost:8082/如下图：
image.png
MBeanServerUtil.registerMBean()注册监控的类HtmlAdaptor.start()开启HTTP连接的方式查看监控任务
点击test-pool-1下的type=threadPoolParam
通过刷新获取线程池最新的监控指标test-pool-1和type=threadPoolParam这些属性是在ObjectName中定义的属性值
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