UAVStack功能上新：新增JVM監控分析工具

UAVStack推出的JVM監控分析工具提供基於頁面的展示方式，以圖形化的方式展現採集到的監控數據；同時提供JVM基本參數獲取、內存dump、線程分析、內存分配採樣和熱點方法分析等功能。

引言

做爲AllInOne的智能化服務技術棧，UAVStack提供了很是全面的監控數據採樣功能，同時支持數據監控與預警。近期，咱們整合了原有的數據採集展現功能，新增JVM分析功能，推出了更易用的JVM監控分析工具。

熟悉JDK的開發者都知道，JDK自己提供了一套JVM分析工具，包括jinfo、jmap、jstack等。用戶能夠經過命令行輕鬆獲取JVM內存堆棧信息、內存對象分配以及JVM啓動基本參數信息。但這些工具須要在命令行環境中執行，且生產環境下則須要經過堡壘機轉發。

開源社區一些不錯的JVM分析工具也能夠提供獲取JVM基本信息、追蹤堆棧、獲取內存信息等功能，但一樣須要命令行CLI的支持。

UAVStack推出的JVM監控分析工具提供基於頁面的展示方式，以圖形化的方式展現採集到的監控數據；同時提供JVM基本參數獲取、內存dump、線程分析、內存分配採樣和熱點方法分析等功能。

1、架構

JVM監控分析工具基於UAVStack既有架構，總體分爲前端、後臺及中間件加強框架（MOF）。其中：

• 前端負責展現數據、向後臺發送用戶執行指令；
• 後臺負責下發指令、響應用戶查詢、處理採集到的數據；
• 中間件加強框架（MOF）負責接收後臺下發的指令、執行指令並返回數據或將數據寫入文件，而後經過UAV提供的文件歸集功能上送數據。

總體架構流程以下圖所示：

2、關鍵技術

2.1 JMX

JMX提供相關接口，獲取基礎的JVM監控數據，如內存堆大小、GC狀況等，是JVM監控數據的基礎。

2.2 中間件加強框架（MOF）

做爲分析工具整條鏈路的基礎，MOF依附於用戶應用，主要提供如下基礎支持：

• 基礎數據採集：MOF植入應用中，JMX按期獲取並上報相關JVM的基本信息數據，爲展現和預警提供數據基礎。
• 請求捕獲、指令執行：JVM監控分析工具的大多數功能都須要下發指令至應用所在的服務器。MOF負責把下發指令的請求攔截下來，執行並返回對應的結果。

2.3 Java Attach API

Java Attach API是由Sun提供的一套非標準API，能夠將用戶鏈接到運行中的虛擬機進程上，進行agent的掛載等操做。

在JVM監控分析工具中，Java Attach API主要用於Attach到虛擬機進程，進行以下操做：

• 獲取JMX Connection：從外部獲取JVMConnection，獲得MXBean，抓取運行數據。（CPU採樣分析）
• 獲取VirtualMachine對象：調用接口，獲得堆內存分佈信息。（內存採樣分析）

3、功能展現

3.1 基本監控

選擇應用實例後便可進入基本監控頁面。

該頁面主要展現CPU使用率、線程狀況、內存佔用和GC狀況。用戶能夠根據需求調整時間範圍，查看不一樣時段的監控數據。

3.2 JVM摘要

JVM摘要頁面顯示當前虛擬機的基本參數信息，包括基本信息、JVM參數和系統屬性。其中：

• 基本信息包括pid、主機信息、啓動參數以及JVM的啓動時間等最基本、最重要的信息；
• JVM參數包括全部JVM啓動參數，用戶可查看指定的堆大小、垃圾回收器信息等；
• 系統屬性包括寫入System.Properties中的全部配置信息以及Javaagent的配置屬性。

3.3 線程分析

線程分析經過執行jstack獲取線程基本信息，並對輸出結果進行分析，獲得線程狀態數量、有無死鎖等信息。

3.4 內存Dump

內存Dump經過執行jmap獲取指定JVM的堆棧dump文件。

用戶能夠便捷地在前端一鍵生成dump，不須要再登陸堡壘機。點擊「刷新」能夠查看近期dump內存的操做記錄。

3.5 CPU分析

CPU分析是基於線程棧的採樣分析，主要提供兩個功能：線程執行時間以及方法熱點採樣。

• 線程執行時間是指線程在採樣期間的活動時間。查詢結果按照線程活動總時間排序，同時提供線程名稱和線程執行時間信息，用戶可據此判斷應用的執行狀況。

• 方法熱點採樣統計全部方法的執行時間，提供方法的類名和方法名信息。其中，方法的自用執行時間不包括方法調用其餘方法的執行時間。查詢結果按照方法的自用執行時間降序排序，用戶能夠查看當前應用內部耗時較長的執行方法，判斷應用是否異常、是否須要優化。

3.6 內存分析

內存分析是基於線程以及堆的統計採樣分析，主要提供兩個功能：每一個線程的內存分配和堆內分配細節。

• 線程內存分配提供每一個線程的內存分配大小和線程名稱等信息，按照內存分配大小降序排列。用戶可查看當前佔用內存較大的線程。

• 堆內分配提供了各個類在堆內的分配實例數以及所佔用的堆內存，按照堆內存大小降序排列。用戶可把該功能看成簡易的dump及分析工具，快速分析內存分配狀況，發現內存分配問題。

總結

JVM監控分析工具是從監控、分析到展現的一體化工具。JDK自帶的工具雖然也能夠實現除CPU分析以外的其餘功能，但不夠便捷，也沒法實現從採樣、分析到圖形化展現的一體化效果。JVM監控分析工具解決了開發人員沒有線上應用堡壘機權限、沒法分析採集到的數據等痛點，同時提供CPU與內存採樣分析等功能，以較低的性能開銷獲取較爲全面的JVM運行數據，幫助應用開發人員發現與分析問題，爲應用開發優化提供參考依據。

UAVStack已在Github上開放源碼，並提供了安裝部署、架構說明和用戶指南等雙語文檔。

官方網站：https://uavorg.github.io/main/

開源地址：https://github.com/uavorg

做者：張明明

首發於：UAVStack智能運維