JVM Management API

JVM本 身提供了一組管理的API，經過該API，咱們能夠獲取獲得JVM內部主要運行信息，包括內存各代的數據、JVM當前全部線程及其棧相關信息等等。各類 JDK自帶的剖析工具，包括jps、jstack、jinfo、jstat、jmap、jconsole等，都是基於此API開發的。本篇對這部份內容進 行一個詳細的說明。

       參考：http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/management/package-summary.html
1、Management API
       咱們先看一下從Sun JVM咱們能夠獲取到哪些信息，以下圖（來自於JConsole的MBean部分的截圖）：
      

      1．HotSpotDiagnostic：非標準的監控JMX，這塊是Sun JVM自帶的，主要提供了兩個功能

 

• 修改JVM的啓動參數（譬如在不須要重啓的狀況下設置-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError參數使得JVM內存不足的時候自動dump出堆空間到文件提供後續分析）

• Dump堆信息到文件，能夠猜想jmap工具是基於此功能來完成的

     咱們經過com.sun.management.HotSpotDiagnosticMXBean定義瞭解其主要功能

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：加載的類的整體信息，咱們能夠經過此MBean獲取到JVM加載的類定義的整體信息，能夠猜想JConsole的類功能就 是經過此MBean來提供的。咱們能夠經過java.lang.management.ClassLoadingMXBean定義瞭解其提供的主要功能

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)編譯器(將bytecode編譯成native code)的信息，咱們能夠經過java.lang.management.CompilationMXBean定義瞭解其提供的主要功能

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

     4.GarbageCollector：垃圾回收器信息，譬如在如上圖中，咱們啓動的JVM會包含一個Copy垃圾回收器(用於Young Gen垃圾回收)和一個MarkAndSweep垃圾回收器(用於Tenured Gen垃圾回收)。咱們能夠經過java.lang.management.GarbageCollectorMXBean定義瞭解其提供的主要功能

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

    java.lang.management.MemoryManagerMXBean定義是

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

    除了如上信息，Sun JVM在實現上還提供了一個額外的信息LastGCInfo，見com.sun.management.GarbageCollectorMXBean定義

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

    咱們能夠經過下面的截圖瞭解GcInfo包含的主要信息
   

      其中java.lang.management.MemoryUsage後續能夠看說明
      5.內存相關
      能夠猜想，JConsole的內存部分的功能都是經過此部分的相關Bean來完成的。
      1)Memory/MemoryManager：內存塊相關信息，經過這MBean咱們能夠獲取到內存的整體信息，並能夠經過提供的gc操做進行強制gc 的功能(System.gc())。咱們能夠經過java.lang.management.MemoryMXBean和 java.lang.management.MemoryManagerMXBean瞭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咱們能夠經過下圖來了解其提供的主要信息

 

 

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

     2)MemoryPool：經過該MBean能夠了解JVM各內存塊的信息，譬如對於Sun JVM，目前包括Eden Space、Suvivor Space、Tenured Gen、CodeCache、Perm Gen，能夠猜想JConsole的內存監控功能就是經過此MBean來作到的。咱們能夠經過 java.lang.management.MemoryPoolMXBean瞭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.系統運行信息
     1）OperatingSystem：經過該MBean咱們能夠了解到JVM所運行在的操做系統上的一些相關信息，經過java.lang.management.OperatingSystemMXBean定義咱們能夠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在此基礎上提供更多的一些信息，能夠經過com.sun.management.OperatingSystemMXBean瞭解一些額外能夠獲取到的信息

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

    2）Runtime：經過該MBean獲取獲取到JVM一些相關的信息，經過java.lang.management.RuntimeMXBean能夠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();
}

      能夠經過RuntimeMXBean.getUptime()和OperatingSystemMXBean. getProcessCpuTime()來計算JVM佔用的系統CPU比例的狀況，JConsole的CPU視圖就是經過這種方式計算的。
      7.Threading：能夠經過該MBean獲取線程信息，包括線程狀態、執行棧等。能夠經過java.lang.management.ThreadMXBean瞭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、編程獲取到JVM Manage信息
咱們能夠經過JMX的方式讀取到JVM Manage定義的MBean，以下是3種獲取方法
     1.監控應用與被監控應用位於同一JVM

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

      2.監控應用與被監控應用不位於同一JVM
      1)首先在被監控的JVM的啓動參數中加入以下的啓動參數以啓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)鏈接到代理上

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.監控應用與被監控應用不位於同一JVM但在同一物理主機上(2的特化狀況，經過進程Attach)
       咱們使用JDK工具，如jmap、jstack等的時候，工具所在的JVM固然與被監控的JVM不是同一個，因此不能使用方式1，被監控的JVM通常也不 會在啓動參數中增長JMX的支持，因此方式2也沒有辦法。還好Sun JVM給咱們提供了第3種非標準的方式，就是經過Attach到被監控的JVM進程，並在被監控的JVM中啓動一個JMX代理，而後使用該代理經過2的方 式鏈接到被監控的JVM的JMX上。下面是一個使用範例，因爲裏面使用到的知識涉及到Java Instrutment(JVMTI的一個技術的Java實現)和Attach API，所以此處不作詳細解析，在後續看完Java Instrutment和Attach API天然就會明白。（注意，僅在JDK6+中支持，另外，運行須要jdk的tools.jar包）

//Attach 到5656的JVM進程上，後續Attach API再講解
VirtualMachine virtualmachine = VirtualMachine.attach("5656");
//讓JVM加載jmx Agent，後續講到Java Instrutment再講解
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");
//得到鏈接地址
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、結束語      能夠看到，經過標準的接口，咱們已經能夠得到運行的JVM很詳細的信息，從運行JVM、操做系統，到內存、GC和線程，經過這些標準的接口咱們已經能夠對 JVM進行功能完善的監控。可是僅此是不夠的，這部分接口描述的主要是JVM的整體性的信息，而沒法提供更多的細節。在下一部分，咱們將使用JPDA來更 深刻地瞭解JVM內部信息更細節的信息，並瞭解咱們如何經過JVM TI實現自動的性能監控