JVM Management API

时间 2019-11-06

标签 jvm management api 栏目 Java 繁體版

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JVM本身提供了一组管理的API，经过该API，咱们能够获取获得JVM内部主要运行信息，包括内存各代的数据、JVM当前全部线程及其栈相关信息等等。各类 JDK自带的剖析工具，包括jps、jstack、jinfo、jstat、jmap、jconsole等，都是基于此API开发的。本篇对这部份内容进行一个详细的说明。html

       参考：http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/management/package-summary.html
1、Management API
       咱们先看一下从Sun JVM咱们能够获取到哪些信息，以下图（来自于JConsole的MBean部分的截图）：
      java

1．HotSpotDiagnostic：非标准的监控JMX，这块是Sun JVM自带的，主要提供了两个功能编程

修改JVM的启动参数（譬如在不须要重启的状况下设置-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数使得JVM内存不足的时候自动dump出堆空间到文件提供后续分析）api
Dump堆信息到文件，能够猜想jmap工具是基于此功能来完成的jvm

咱们经过com.sun.management.HotSpotDiagnosticMXBean定义了解其主要功能工具

public interface HotSpotDiagnosticMXBean
{
void dumpHeap(String s, boolean flag) throws IOException;
List getDiagnosticOptions();
VMOption getVMOption(String s);
void setVMOption(String s, String s1);
}

2．ClassLoading：加载的类的整体信息，咱们能够经过此MBean获取到JVM加载的类定义的整体信息，能够猜想JConsole的类功能就是经过此MBean来提供的。咱们能够经过java.lang.management.ClassLoadingMXBean定义了解其提供的主要功能性能

public interface ClassLoadingMXBean {
public long getTotalLoadedClassCount();
public int getLoadedClassCount();
public long getUnloadedClassCount();
public boolean isVerbose();
public void setVerbose(boolean value);
}

3.Compilation：提供JVM的JIT(Just In Time)编译器(将bytecode编译成native code)的信息，咱们能够经过java.lang.management.CompilationMXBean定义了解其提供的主要功能url

public interface CompilationMXBean {
public java.lang.String    getName();
public boolean isCompilationTimeMonitoringSupported();
public long                getTotalCompilationTime();
}

4.GarbageCollector：垃圾回收器信息，譬如在如上图中，咱们启动的JVM会包含一个Copy垃圾回收器(用于Young Gen垃圾回收)和一个MarkAndSweep垃圾回收器(用于Tenured Gen垃圾回收)。咱们能够经过java.lang.management.GarbageCollectorMXBean定义了解其提供的主要功能操作系统

public interface GarbageCollectorMXBean extends MemoryManagerMXBean {
public long getCollectionCount();
public long getCollectionTime();
}

java.lang.management.MemoryManagerMXBean定义是.net

public interface MemoryManagerMXBean {
public String getName();
public boolean isValid();
public String[] getMemoryPoolNames();
}

除了如上信息，Sun JVM在实现上还提供了一个额外的信息LastGCInfo，见com.sun.management.GarbageCollectorMXBean定义

public interface GarbageCollectorMXBean
extends java.lang.management.GarbageCollectorMXBean
{
GcInfo getLastGcInfo();
}

咱们能够经过下面的截图了解GcInfo包含的主要信息

      其中java.lang.management.MemoryUsage后续能够看说明
      5.内存相关
      能够猜想，JConsole的内存部分的功能都是经过此部分的相关Bean来完成的。
      1)Memory/MemoryManager：内存块相关信息，经过这MBean咱们能够获取到内存的整体信息，并能够经过提供的gc操做进行强制gc 的功能(System.gc())。咱们能够经过java.lang.management.MemoryMXBean和 java.lang.management.MemoryManagerMXBean了解其主要提供的功能

public interface MemoryMXBean {
public int getObjectPendingFinalizationCount();
public MemoryUsage getHeapMemoryUsage();
public MemoryUsage getNonHeapMemoryUsage();
public boolean isVerbose();
public void setVerbose(boolean value);
public void gc();
}

其中java.lang.management.MemoryUsage咱们能够经过下图来了解其提供的主要信息

public interface MemoryManagerMXBean {
public String getName();
public boolean isValid();
public String[] getMemoryPoolNames();
}

2)MemoryPool：经过该MBean能够了解JVM各内存块的信息，譬如对于Sun JVM，目前包括Eden Space、Suvivor Space、Tenured Gen、CodeCache、Perm Gen，能够猜想JConsole的内存监控功能就是经过此MBean来作到的。咱们能够经过 java.lang.management.MemoryPoolMXBean了解其主要提供的功能

public interface MemoryPoolMXBean {
public String getName();
public MemoryType getType();
public MemoryUsage getUsage();
public MemoryUsage getPeakUsage();
public void resetPeakUsage();
public boolean isValid();
public String[] getMemoryManagerNames();
public long getUsageThreshold();
public void setUsageThreshold(long threshold);
public boolean isUsageThresholdExceeded();
public long getUsageThresholdCount();
public boolean isUsageThresholdSupported();
public long getCollectionUsageThreshold();
public void setCollectionUsageThreshold(long threhsold);
public boolean isCollectionUsageThresholdExceeded();
public long getCollectionUsageThresholdCount();
public MemoryUsage getCollectionUsage();
public boolean isCollectionUsageThresholdSupported();
}

6.系统运行信息
1）OperatingSystem：经过该MBean咱们能够了解到JVM所运行在的操做系统上的一些相关信息，经过java.lang.management.OperatingSystemMXBean定义咱们能够了解到其主要提供的功能

public interface OperatingSystemMXBean {
public String getName();
public String getArch();
public String getVersion();
public int getAvailableProcessors();
public double getSystemLoadAverage();
}

SunJVM在此基础上提供更多的一些信息，能够经过com.sun.management.OperatingSystemMXBean了解一些额外能够获取到的信息

public interface OperatingSystemMXBean
extends java.lang.management.OperatingSystemMXBean
{
long getCommittedVirtualMemorySize();
long getTotalSwapSpaceSize();
long getFreeSwapSpaceSize();
long getProcessCpuTime();
long getFreePhysicalMemorySize();
long getTotalPhysicalMemorySize();
}

2）Runtime：经过该MBean获取获取到JVM一些相关的信息，经过java.lang.management.RuntimeMXBean能够了解其主要提供的功能

public interface RuntimeMXBean {
public String getName();
public String getVmName();
public String getVmVendor();
public String getVmVersion();
public String getSpecName();
public String getSpecVendor();
public String getSpecVersion();
public String getManagementSpecVersion();
public String getClassPath();
public String getLibraryPath();
public boolean isBootClassPathSupported();
public String getBootClassPath();
public java.util.List<String> getInputArguments();
public long getUptime();
public long getStartTime();
public java.util.Map<String, String> getSystemProperties();
}

能够经过RuntimeMXBean.getUptime()和OperatingSystemMXBean. getProcessCpuTime()来计算JVM占用的系统CPU比例的状况，JConsole的CPU视图就是经过这种方式计算的。
7.Threading：能够经过该MBean获取线程信息，包括线程状态、执行栈等。能够经过java.lang.management.ThreadMXBean了解其提供的主要功能

public interface ThreadMXBean {   
public int getThreadCount();
public int getPeakThreadCount();
public long getTotalStartedThreadCount(); 
public int getDaemonThreadCount();
public long[] getAllThreadIds();
public ThreadInfo getThreadInfo(long id);
public ThreadInfo[] getThreadInfo(long[] ids);
public ThreadInfo getThreadInfo(long id, int maxDepth);
public ThreadInfo[] getThreadInfo(long[] ids, int maxDepth);
public boolean isThreadContentionMonitoringSupported();
public boolean isThreadContentionMonitoringEnabled();
public void setThreadContentionMonitoringEnabled(boolean enable);
public long getCurrentThreadCpuTime();
public long getCurrentThreadUserTime();
public long getThreadCpuTime(long id);
public long getThreadUserTime(long id);
public boolean isThreadCpuTimeSupported();
public boolean isCurrentThreadCpuTimeSupported();
public boolean isThreadCpuTimeEnabled();
public void setThreadCpuTimeEnabled(boolean enable);
public long[] findMonitorDeadlockedThreads();
public void resetPeakThreadCount();
public long[] findDeadlockedThreads();
public boolean isObjectMonitorUsageSupported();
public boolean isSynchronizerUsageSupported();
public ThreadInfo[] getThreadInfo(long[] ids, boolean lockedMonitors, boolean lockedSynchronizers);
public ThreadInfo[] dumpAllThreads(boolean lockedMonitors, boolean lockedSynchronizers);
}

2、编程获取到JVM Manage信息
咱们能够经过JMX的方式读取到JVM Manage定义的MBean，以下是3种获取方法
1.监控应用与被监控应用位于同一JVM

MBeanServer server = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();
RuntimeMXBean rmxb = ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(server,
"java.lang:type=Runtime", RuntimeMXBean.class);

2.监控应用与被监控应用不位于同一JVM
1)首先在被监控的JVM的启动参数中加入以下的启动参数以启JVM代理

-Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=127.0.0.1:8000 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false

2)链接到代理上

JMXServiceURL url = new JMXServiceURL(
"service:jmx:rmi:///jndi/rmi://127.0.0.1:8000/jmxrmi");
JMXConnector connector = JMXConnectorFactory.connect(url);
RuntimeMXBean rmxb = ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(connector
.getMBeanServerConnection(),"java.lang:type=Runtime",
RuntimeMXBean.class);

3.监控应用与被监控应用不位于同一JVM但在同一物理主机上(2的特化状况，经过进程Attach)
咱们使用JDK工具，如jmap、jstack等的时候，工具所在的JVM固然与被监控的JVM不是同一个，因此不能使用方式1，被监控的JVM通常也不会在启动参数中增长JMX的支持，因此方式2也没有办法。还好Sun JVM给咱们提供了第3种非标准的方式，就是经过Attach到被监控的JVM进程，并在被监控的JVM中启动一个JMX代理，而后使用该代理经过2的方式链接到被监控的JVM的JMX上。下面是一个使用范例，因为里面使用到的知识涉及到Java Instrutment(JVMTI的一个技术的Java实现)和Attach API，所以此处不作详细解析，在后续看完Java Instrutment和Attach API天然就会明白。（注意，仅在JDK6+中支持，另外，运行须要jdk的tools.jar包）

//Attach 到5656的JVM进程上，后续Attach API再讲解
VirtualMachine virtualmachine = VirtualMachine.attach("5656");
//让JVM加载jmx Agent，后续讲到Java Instrutment再讲解
String javaHome = virtualmachine.getSystemProperties().getProperty("java.home");
String jmxAgent = javaHome + File.separator + "lib" + File.separator + "management-agent.jar";
virtualmachine.loadAgent(jmxAgent, "com.sun.management.jmxremote");
//得到链接地址
Properties properties = virtualmachine.getAgentProperties();
String address = (String)properties.get("com.sun.management.jmxremote.localConnectorAddress");
//Detach
virtualmachine.detach();
JMXServiceURL url = new JMXServiceURL(address);
JMXConnector connector = JMXConnectorFactory.connect(url);
RuntimeMXBean rmxb = ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(connector
.getMBeanServerConnection(), "java.lang:type=Runtime",RuntimeMXBean.class);

3、结束语能够看到，经过标准的接口，咱们已经能够得到运行的JVM很详细的信息，从运行JVM、操做系统，到内存、GC和线程，经过这些标准的接口咱们已经能够对 JVM进行功能完善的监控。可是仅此是不够的，这部分接口描述的主要是JVM的整体性的信息，而没法提供更多的细节。在下一部分，咱们将使用JPDA来更深刻地了解JVM内部信息更细节的信息，并了解咱们如何经过JVM TI实现自动的性能监控