使用libvirt-java采集KVM虚拟机状态信息

Posted 2021-09-13 整点bug

虚拟化开发相较于普通开发是一个冷门的方向，大多数是使用Python开发，其中使用Java来做虚拟化的更是少之又少，资料更是少的可怜，为了实现需求我也是踩了不少坑，今天就为大家分享一下如何使用 libvirt-java 来采集KVM虚拟机的资源使用信息。

CPU使用率

libvirt并没有直接提供获取虚拟机CPU使用率的接口，需要我们自己来计算，网上分享的代码或者公式五花八门，大部分都是错误的，经过我的测试，找到了一个相对准确的计算公式。

cpu_usage = (cpu_time_now - cpu_time_t_second_ago) * 100 / (t * vCpus * 10^9)

Java代码如下

// t秒前的CPU时间
long c1 = domain.getInfo().cpuTime;
Thread.sleep(1000);
// 当前CPU时间
long c2 = domain.getInfo().cpuTime;

// 虚拟CPU数量
int vCpus = domain.getMaxVcpus();
// t 为1秒
Double cpuUsage = 100 * (c2 - c1) / (1 * vCpus * Math.pow(10, 9));
log.debug("虚拟机[{}]CPU使用率为: {}", uuid, cpuUsage);

内存使用率

不要使用domain.getInfo()返回的 memory字段，虽然它注释写的是the memory in KBytes used by the domain，但它的意思真的不是虚拟机内部进程已使用的内存大小，而是从宿主机器的角度来看分配给这个虚拟机的内存它使用了多少，如果没有特殊配置，它会和maxMem字段的值是相同的。

正确做法是使用domain.memoryStats(10)来获取，那为什么参数要输入一个10呢？这是因为10代表的是要返回的信息数量，经过我手动执行virsh dommemstat uuid 测试发现有10个参数返回，所以需要填入10。另外命令返回的unused 字段值与数组中tag=8的数据一致，最终我们获取到了未使用的内存大小，计算内存使用率更是轻轻松松。

Java代码如下

MemoryStatistic[] memoryStatistics = domain.memoryStats(10);
Optional<MemoryStatistic> first = Arrays.stream(memoryStatistics).filter(x -> x.getTag() == 8).findFirst();
if (first.isPresent()) {
  MemoryStatistic memoryStatistic = first.get();
  long unusedMemory = memoryStatistic.getValue();
  long maxMemory = domain.getMaxMemory();
  double memoryUsage = (maxMemory - unusedMemory) * 100.0 / maxMemory;
  log.debug("虚拟机[{}]内存使用率为: {}", uuid, memoryUsage);
}

网卡数据包信息

同样libvirt并没有提供获取虚拟机网卡的接口，因此需要获取虚拟机的xml文件来查询。

此处没有什么坑，解析xml是使用了html解析库Jsoup，xml算是html的亲戚吧，比html书写严格很多，解析数据更为方便。

获取到网卡名称之后再获取统计信息，可以获取的数据有：

字段	含义
rx_bytes	接收数据包大小
rx_packets	接收数据包数量
rx_errs	接收错误数据包数量
rx_drop	接收丢弃数据包数量
tx_bytes	发送数据包大小
tx_packets	发送数据包数量
tx_errs	发送错误数据包数量
tx_drop	发送丢弃数据包数量

Java代码如下

String xmlDesc = domain.getXMLDesc(0);
Document document = Jsoup.parse(xmlDesc);

// 网卡
Elements interfaces = document.getElementsByTag("devices").get(0).getElementsByTag("interface");
for (Element inter : interfaces) {
  String interName = inter.getElementsByTag("target").get(0).attr("dev");
  DomainInterfaceStats domainInterfaceStats = domain.interfaceStats(interName);
  log.debug("dev {} stats {}", interName, Json.toJsonString(domainInterfaceStats));
}

磁盘IO信息

和网卡同样，libvirt也没有提供获取虚拟机磁盘的接口，还是需要获取虚拟机的xml文件来查询，获取到磁盘名称之后再获取统计信息，可以获取的数据有：

字段	含义
rd_req	读取请求总数
rd_bytes	读取的数据大小
wr_req	写入请求总数
wr_bytes	写入的数据大小
errs	失败次数

Java代码如下

String xmlDesc = domain.getXMLDesc(0);
Document document = Jsoup.parse(xmlDesc);
// 磁盘
Elements disks = document.getElementsByTag("devices").get(0).getElementsByTag("disk");
for (Element disk : disks) {
  String dev = disk.getElementsByTag("target").get(0).attr("dev");
  DomainBlockStats domainBlockStats = domain.blockStats(dev);
  log.debug("dev {} stats {}", dev, Json.toJsonString(domainBlockStats));
}

至此采集虚拟机状态信息算是告一段落，学的越多才发现不会的越多...