Java进程监控

Posted 2022-01-19 qkxh320

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• 1.引言
• 2. 程序启停, 为进程自定义项目名称
• 3. 操作系统判断
• 4. 获取进程信息
• 5. 内存,CPU信息
• 6. 堆内存信息
• 7. 端口信息
• 8. 线程信息
• 9. MXBean使用样例
  • 9.1 根据pid获取jvm对象
  • 9.2 根据jvm对象获取jmx服务
  • 9.3. 使用MXBean代理获取具体管理工具
  • 9.4 访问MXBean demo
  • 9.6 demo

?最近项目需要对Java进程，堆栈信息，内存，cpu等资源的消耗进行监控，借鉴了git已有的轮子JPOM java项目管理系统和在线demo网站及对其源码的分析，提炼出了以下几种监控方式。

1.引言

?有两种途径可以监控Java进程及对应JVM信息:
?一.使用JDK自带rt.jar中 java.lang.management包下的类来管理。java.lang.management包提供了全面的监控和管理工具，包括JVM的监管API、监管API日志、jconsole和其他监控工具、Java管理扩展平台（JMX）等等。

类名	描述
ClassLoadingMXBean	用于 Java 虚拟机的类加载系统的管理接口。
CompilationMXBean	用于 Java 虚拟机的编译系统的管理接口。
GarbageCollectorMXBean	用于 Java 虚拟机的垃圾回收的管理接口。
MemoryManagerMXBean	内存管理器的管理接口。
MemoryMXBean	Java 虚拟机的内存系统的管理接口。
MemoryPoolMXBean	内存池的管理接口。
OperatingSystemMXBean	用于操作系统的管理接口，Java 虚拟机在此操作系统上运行。
RuntimeMXBean	Java 虚拟机的运行时系统的管理接口。
ThreadMXBean	Java 虚拟机线程系统的管理接口。

?二 . 使用系统和JVM提供的命令来获取。
?如导出堆栈信息： jmap -heap 2576 > JVMHeap.log
?进程线程信息：jstack 2576 >> JVMjstack.log
?内存使用情况：

        window: tasklist /V /FI "pid eq 5027"
    linux : top -b -n 1 -p 5027

2. 程序启停, 为进程自定义项目名称

? Linux: 启动命令

String command = String.format("nohup java %s %s -Dapplication=%s -Dbasedir=%s %s %s >> %s 2>&1 &",
        projectInfoModel.getJvm(),
        ProjectInfoModel.getClassPathLib(projectInfoModel),
        projectInfoModel.getId(),
        projectInfoModel.getAbsoluteLib(),
        projectInfoModel.getMainClass(),
        projectInfoModel.getArgs(),
        projectInfoModel.getAbsoluteLog());

?Linux停止

kill  %s

?Window启动

String command = String.format("javaw %s %s -Dapplication=%s -Dbasedir=%s %s %s >> %s &",
        jvm, classPath, tag,
        projectInfoModel.getAbsoluteLib(), mainClass, args, projectInfoModel.getAbsoluteLog());

?Window停止

taskkill /F /PID %s

? tips: -D=value
在虚拟机的系统属性中设置属性名/值对，运行在此虚拟机之上的应用程序可用System.getProperty(“propertyName”)得到value的值。如果value中有空格，则需要用双引号将该值括起来，如-Dname=”space string”。该参数通常用于设置系统级全局变量值，如配置文件路径，应为该属性在程序中任何地方都可访问。
?启动命令中添加 -Dapplication=%s 参数来将Project Name加入进程的JVM信息中，后续访问可根据Project Name确定唯一的进程Pid。

Properties properties = virtualMachine.getAgentProperties();
String args = properties.getProperty("sun.jvm.args", "");
if (StrUtil.containsIgnoreCase(args, appTag)) 
    return virtualMachine;

args = properties.getProperty("sun.java.command", "");
if (StrUtil.containsIgnoreCase(args, appTag)) 
    return virtualMachine;

3. 操作系统判断

?使用System.getProperties() 来获取操作系统配置参数: 如System.getProperty("os.name")获取当前操作系统。

Key	Description of Associated Value	中文描述
java.version	Java Runtime Environment version	Java 运行时环境版本
java.vendor	Java Runtime Environment vendor	Java 运行时环境供应商
java.vendor.url	Java vendor URL	Java 供应商的 URL
java.home	Java installation directory	Java 安装目录
java.vm.specification.version	Java Virtual Machine specification version	Java 虚拟机规范版本
java.vm.specification.vendor	Java Virtual Machine specification vendor	Java 虚拟机规范供应商
java.vm.specification.name	Java Virtual Machine specification name	Java 虚拟机规范名称
java.vm.version	Java Virtual Machine implementation version	Java 虚拟机实现版本
java.vm.vendor	Java Virtual Machine implementation vendor	Java 虚拟机实现供应商
java.vm.name	Java Virtual Machine implementation name	Java 虚拟机实现名称
java.specification.version	Java Runtime Environment specification version	Java 运行时环境规范版本
java.specification.vendor	Java Runtime Environment specification vendor	Java 运行时环境规范供应商
java.specification.name	Java Runtime Environment specification name	Java 运行时环境规范名称
java.class.version	Java class format version number	Java 类格式版本号
java.class.path	Java class path	Java 类路径
java.library.path	List of paths to search when loading libraries	加载库时搜索的路径列表
java.io.tmpdir	Default temp file path	默认的临时文件路径
java.compiler	Name of JIT compiler to use	要使用的 JIT 编译器的名称
java.ext.dirs	Path of extension directory or directories	一个或多个扩展目录的路径
os.name	Operating system name	操作系统的名称
os.arch	Operating system architecture	操作系统的架构
os.version	Operating system version	操作系统的版本
file.separator	File separator ("/" on UNIX)	文件分隔符（在 UNIX 系统中是“/”）
path.separator	Path separator (":" on UNIX)	路径分隔符（在 UNIX 系统中是“:”）
line.separator	Line separator ("\n" on UNIX)	行分隔符（在 UNIX 系统中是“/n”）
user.name	User‘s account name	用户的账户名称
user.home	User‘s home directory	用户的主目录
user.dir	User‘s current working directory	用户的当前工作目录

?或者使用OperatingSystemMXBean系统类来获取

OperatingSystemMXBean op = ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
System.out.println("Architecture: " + op.getArch());
System.out.println("Processors: " + op.getAvailableProcessors());
System.out.println("System name: " + op.getName());
System.out.println("System version: " + op.getVersion());
System.out.println("Last minute load: " + op.getSystemLoadAverage());

4. 获取进程信息

Window : tasklist /V | findstr java
Linux: top -b -n 1 | grep java

通过 VirtualMachine.list() 取得JVM进程描述信息对象

 List<VirtualMachineDescriptor> descriptorList = VirtualMachine.list();

5. 内存,CPU信息

?Window:
使用命令 tasklist /V /FI "pid eq 5027" 获得进程的内存使用信息，结合OperatingSystemMXBean获取操作系统的内存等的使用情况来分析；
?Linux:

    top -b -n 1 -p 5027  

6. 堆内存信息

?使用 MemoryMXBean获取堆内存和非堆内存(方法区)

MemoryMXBean mem = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
//堆内存
MemoryUsage memory = memoryMXBean.getHeapMemoryUsage();
//非堆内存
MemoryUsage nonHeapMemoryUsage = memoryMXBean.getNonHeapMemoryUsage();

7. 端口信息

window: netstat -nao -p tcp | findstr /V "CLOSE_WAIT" | findstr 2576
    linux : netstat -antup | grep  2576 |grep -v "CLOSE_WAIT" | head -20

8. 线程信息

ThreadMXBean thread = ManagementFactory.getThreadMXBean();
System.out.println("ThreadCount: " + thread.getThreadCount());
System.out.println("AllThreadIds: " + thread.getAllThreadIds());
System.out.println("CurrentThreadUserTime: " + thread.getCurrentThreadUserTime());

9. MXBean使用样例

9.1 根据pid获取jvm对象

VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(Integer.toString(pid));

9.2 根据jvm对象获取jmx服务

    public static JMXServiceURL getJMXServiceURL(VirtualMachine virtualMachine) throws IOException, AgentLoadException, AgentInitializationException 
        String address = virtualMachine.getAgentProperties().getProperty("com.sun.management.jmxremote.localConnectorAddress");
        if (address != null) 
            return new JMXServiceURL(address);
        
        int pid = Convert.toInt(virtualMachine.id());
        address = ConnectorAddressLink.importFrom(pid);
        if (address != null) 
            return new JMXServiceURL(address);
        
        String agent = getManagementAgent();
        virtualMachine.loadAgent(agent);
        address = virtualMachine.getAgentProperties().getProperty("com.sun.management.jmxremote.localConnectorAddress");
        if (address != null) 
            return new JMXServiceURL(address);
        
        return null;
    

9.3. 使用MXBean代理获取具体管理工具

       /**
     * 访问指定程序的 MXBean
     */
    public static <T extends PlatformManagedObject> T visitMBean(int pid, Class<T> clazz) throws Exception 
        //第一种直接调用同一 Java 虚拟机内的 MXBean 中的方法。
//        RuntimeMXBean mxbean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
//        String vendor1 = mxbean.getVmVendor();
//        System.out.println("vendor1:" + vendor1);

        //第二种使用 MXBean 代理
        VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(Integer.toString(pid));
        JMXServiceURL jmxServiceURL = JVMUtil.getJMXServiceURL(virtualMachine);
        if (jmxServiceURL == null) 
            return null;
        
        JMXConnector jmxConnector = JMXConnectorFactory.connect(jmxServiceURL, null);
        MBeanServerConnection mBeanServerConnection = jmxConnector.getMBeanServerConnection();
//        return ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(mBeanServerConnection, ManagementFactory.THREAD_MXBEAN_NAME, ThreadMXBean.class);
//        ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(mBeanServerConnection, mxBeanName, clazz);
        return ManagementFactory.getPlatformMXBean(mBeanServerConnection, clazz);

    

    /**
     * 访问指定程序的 MXBean
     */
    public static <T extends PlatformManagedObject> List<T> visitMBeans(int pid, Class<T> clazz) throws Exception 
        //第一种直接调用同一 Java 虚拟机内的 MXBean 中的方法。
//        RuntimeMXBean mxbean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
//        String vendor1 = mxbean.getVmVendor();
//        System.out.println("vendor1:" + vendor1);

        //第二种使用 MXBean 代理
        VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(Integer.toString(pid));
        JMXServiceURL jmxServiceURL = JVMUtil.getJMXServiceURL(virtualMachine);
        if (jmxServiceURL == null) 
            return null;
        
        JMXConnector jmxConnector = JMXConnectorFactory.connect(jmxServiceURL, null);
        MBeanServerConnection mBeanServerConnection = jmxConnector.getMBeanServerConnection();
        return ManagementFactory.getPlatformMXBeans(mBeanServerConnection, clazz);

    

9.4 访问MXBean demo

        ThreadMXBean threadMXBean = (ThreadMXBean) visitMBean(pid, clazz);
        long[] threadIds = threadMXBean.getAllThreadIds();
        System.out.println("ThreadCount: " + threadMXBean.getThreadCount());
        System.out.println("AllThreadIds: " + threadMXBean.getAllThreadIds());
        System.out.println("CurrentThreadUserTime: " + threadMXBean.getCurrentThreadUserTime());
//        for (int i = 0; i < threadIds.length; i++) 
//            ThreadInfo info = threadMXBean.getThreadInfo(threadIds[i]);
//            System.out.println(info);
//        

        List<GarbageCollectorMXBean> collectorMXBeanList2 = visitMBeans(pid, GarbageCollectorMXBean.class);
        System.out.println(collectorMXBeanList2);
        for(GarbageCollectorMXBean GarbageCollectorMXBean : collectorMXBeanList2)
            System.out.println("gc name:" + GarbageCollectorMXBean.getName());
            System.out.println("CollectionCount:" + GarbageCollectorMXBean.getCollectionCount());
            System.out.println("CollectionTime" + GarbageCollectorMXBean.getCollectionTime());
           

9.6 demo

import javax.management.MBeanServerConnection;
import javax.management.remote.JMXConnector;
import javax.management.remote.JMXConnectorFactory;
import javax.management.remote.JMXServiceURL;
import java.lang.management.*;
import java.util.List;

/**
 * java.lang.management包 监控
 */
public class JVMManagementDemo 


    /**
     * @link ManagementFactory
     *  ClassLoadingMXBean  用于 Java 虚拟机的类加载系统的管理接口。
     *  CompilationMXBean   用于 Java 虚拟机的编译系统的管理接口。
     *  GarbageCollectorMXBean  用于 Java 虚拟机的垃圾回收的管理接口。
     *  MemoryManagerMXBean 内存管理器的管理接口。
     *  MemoryMXBean    Java 虚拟机的内存系统的管理接口。
     *  MemoryPoolMXBean    内存池的管理接口。
     *  OperatingSystemMXBean   用于操作系统的管理接口，Java 虚拟机在此操作系统上运行。
     *  RuntimeMXBean   Java 虚拟机的运行时系统的管理接口。
     *  ThreadMXBean    Java 虚拟机线程系统的管理接口。
     *
     *  @cmd
     *  start : javaw -jar -Xms10M -Dapplication=simpleDemo simpleDemo-1.0-SNAPSHOT.jar
     *  stop : taskkill /F /PID 1201
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception 

        // 获取本机信息
        showJvmInfo();
        showMemoryInfo();
        showSystem();
        showClassLoading();
        showCompilation();
        showThread();
        showGarbageCollector();
        showMemoryManager();
        showMemoryPool();

        // 代理获取 远程 进程信息
       /* String tag = "simpleDemo";
        int pid = AbstractProjectCommander.getInstance().getPid(tag);*/
       int pid = 12345;
        Class clazz = ThreadMXBean.class;

        ThreadMXBean threadMXBean = (ThreadMXBean) visitMBean(pid, clazz);
        long[] threadIds = threadMXBean.getAllThreadIds();
        System.out.println("ThreadCount: " + threadMXBean.getThreadCount());
        System.out.println("AllThreadIds: " + threadMXBean.getAllThreadIds());
        System.out.println("CurrentThreadUserTime: " + threadMXBean.getCurrentThreadUserTime());
//        for (int i = 0; i < threadIds.length; i++) 
//            ThreadInfo info = threadMXBean.getThreadInfo(threadIds[i]);
//            System.out.println(info);
//        

        List<GarbageCollectorMXBean> collectorMXBeanList2 = visitMBeans(pid, GarbageCollectorMXBean.class);
        System.out.println(collectorMXBeanList2);
        for(GarbageCollectorMXBean GarbageCollectorMXBean : collectorMXBeanList2)
            System.out.println("gc name:" + GarbageCollectorMXBean.getName());
            System.out.println("CollectionCount:" + GarbageCollectorMXBean.getCollectionCount());
            System.out.println("CollectionTime" + GarbageCollectorMXBean.getCollectionTime());
        

    

    /**
     * Java 虚拟机的运行时系统
     */
    public static void showJvmInfo() 
        RuntimeMXBean mxbean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
        String vendor = mxbean.getVmVendor();
        System.out.println("jvm name:" + mxbean.getVmName());
        System.out.println("jvm version:" + mxbean.getVmVersion());
        System.out.println("jvm bootClassPath:" + mxbean.getBootClassPath());
        System.out.println("jvm start time:" + mxbean.getStartTime());
    

    /**
     * Java 虚拟机的内存系统
     */
    public static void showMemoryInfo() 
        MemoryMXBean mem = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
        MemoryUsage heap = mem.getHeapMemoryUsage();
        System.out.println("Heap committed:" + heap.getCommitted() + " init:" + heap.getInit() + " max:"
                + heap.getMax() + " used:" + heap.getUsed());
    

    /**
     * Java 虚拟机在其上运行的操作系统
     */
    public static void showSystem() 
        OperatingSystemMXBean op = ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
        System.out.println("Architecture: " + op.getArch());
        System.out.println("Processors: " + op.getAvailableProcessors());
        System.out.println("System name: " + op.getName());
        System.out.println("System version: " + op.getVersion());
        System.out.println("Last minute load: " + op.getSystemLoadAverage());
    

    /**
     * Java 虚拟机的类加载系统
     */
    public static void showClassLoading()
        ClassLoadingMXBean cl = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();
        System.out.println("TotalLoadedClassCount: " + cl.getTotalLoadedClassCount());
        System.out.println("LoadedClassCount" + cl.getLoadedClassCount());
        System.out.println("UnloadedClassCount:" + cl.getUnloadedClassCount());
    

    /**
     * Java 虚拟机的编译系统
     */
    public static void showCompilation()
        CompilationMXBean com = ManagementFactory.getCompilationMXBean();
        System.out.println("TotalCompilationTime:" + com.getTotalCompilationTime());
        System.out.println("name:" + com.getName());
    

    /**
     * Java 虚拟机的线程系统
     */
    public static void showThread()
        ThreadMXBean thread = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        System.out.println("ThreadCount: " + thread.getThreadCount());
        System.out.println("AllThreadIds: " + thread.getAllThreadIds());
        System.out.println("CurrentThreadUserTime: " + thread.getCurrentThreadUserTime());
        //......还有其他很多信息
    

    /**
     * Java 虚拟机中的垃圾回收器。
     */
    public static void showGarbageCollector()
        List<GarbageCollectorMXBean> gc = ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans();
        for(GarbageCollectorMXBean GarbageCollectorMXBean : gc)
            System.out.println("GC name:" + GarbageCollectorMXBean.getName());
            System.out.println("CollectionCount:" + GarbageCollectorMXBean.getCollectionCount());
            System.out.println("CollectionTime" + GarbageCollectorMXBean.getCollectionTime());
        
    

    /**
     * Java 虚拟机中的内存管理器
     */
    public static void showMemoryManager()
        List<MemoryManagerMXBean> mm = ManagementFactory.getMemoryManagerMXBeans();
        for(MemoryManagerMXBean eachmm: mm)
            System.out.println("name:" + eachmm.getName());
            System.out.println("MemoryPoolNames:" + eachmm.getMemoryPoolNames().toString());
        
    

    /**
     * Java 虚拟机中的内存池
     */
    public static void showMemoryPool()
        List<MemoryPoolMXBean> mps = ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans();
        for(MemoryPoolMXBean mp : mps)
            System.out.println("name:" + mp.getName());
            System.out.println("CollectionUsage:" + mp.getCollectionUsage());
            System.out.println("type:" + mp.getType());
        
    

    /**
     * 访问指定程序的 MXBean
     */
    public static <T extends PlatformManagedObject> T visitMBean(int pid, Class<T> clazz) throws Exception 
        //第一种直接调用同一 Java 虚拟机内的 MXBean 中的方法。
//        RuntimeMXBean mxbean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
//        String vendor1 = mxbean.getVmVendor();
//        System.out.println("vendor1:" + vendor1);

        //第二种使用 MXBean 代理
        VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(Integer.toString(pid));
        JMXServiceURL jmxServiceURL = JVMUtil.getJMXServiceURL(virtualMachine);
        if (jmxServiceURL == null) 
            return null;
        
        JMXConnector jmxConnector = JMXConnectorFactory.connect(jmxServiceURL, null);
        MBeanServerConnection mBeanServerConnection = jmxConnector.getMBeanServerConnection();
//        return ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(mBeanServerConnection, ManagementFactory.THREAD_MXBEAN_NAME, ThreadMXBean.class);
//        ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(mBeanServerConnection, mxBeanName, clazz);
        return ManagementFactory.getPlatformMXBean(mBeanServerConnection, clazz);

    

    /**
     * 访问指定程序的 MXBean
     */
    public static <T extends PlatformManagedObject> List<T> visitMBeans(int pid, Class<T> clazz) throws Exception 
        //第一种直接调用同一 Java 虚拟机内的 MXBean 中的方法。
//        RuntimeMXBean mxbean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
//        String vendor1 = mxbean.getVmVendor();
//        System.out.println("vendor1:" + vendor1);

        //第二种使用 MXBean 代理
        VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(Integer.toString(pid));
        JMXServiceURL jmxServiceURL = JVMUtil.getJMXServiceURL(virtualMachine);
        if (jmxServiceURL == null) 
            return null;
        
        JMXConnector jmxConnector = JMXConnectorFactory.connect(jmxServiceURL, null);
        MBeanServerConnection mBeanServerConnection = jmxConnector.getMBeanServerConnection();
        return ManagementFactory.getPlatformMXBeans(mBeanServerConnection, clazz);