利用JMX统计远程JAVA进程的CPU和Memory

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从JAVA 5开始，JDK提供了一些JVM检测的API，这就是有名的java.lang.management 包，包里提供了许多MXBean的接口类，可以很方便的获取到JVM的内存、GC、线程、锁、class、甚至操作系统层面的各种信息,本文就简单的介绍一种利用JMX对JAVA进程进行CPU、堆内存使用的监控。可能有人会觉得没必要这样做，因为用jconsole之类的工具都能做到，而且会比本文的例子更详细。但是有些时候将console不一定能监控到作为系统服务的java进程，我最近就不得不自己编码去获取远程java进程的监控数据。希望能起到抛砖引玉的作用吧。

首先，简要介绍下JMX（Java Management Extensions），即JAVA管理扩展，用来监视和管理JVM以及其运行的操作系统。目前java平台主要提供了下图所示的9个MXBean, 各个MXBean的作用根据类名大概能猜出几分，具体可查API。

java.lang.management包中的mxbean提供了基本的功能，在sum.com.management中对某些功能有所增强，当然我们也可以根据JMX规范提供自己的MXBean。

下面我主要使用java.lang.management.MemoryMXBean和sun.com.management.OperatingSystemMXBean分别对远程JAVA进行内存和cpu的监控。根据需求5秒钟读取一次数据，内存主要是已使用的Heap
Memory，CPU主要就是使用率了。

在使用OperatingSystemMXBean以及MemoryMXBean之前，首先必须得到JMXConnector并创建MBeanServerConnnection，有了这个connection我们就可以利用ManagementFactory创建需要的MXBean了，类依赖图如下：

        示例代码：

1. /*
2. * host: 远程机器的ip地址
3. * port: 远程java进程运行的jmxremote端口
4. */
5. JMXServiceURL serviceURL = new JMXServiceURL( host,port );
6. JMXConnector conn = JMXConnectorFactory.connect(serviceURL);
7. MBeanServerConnection mbs=conn.getMBeanServerConnection();
8. //获取远程memorymxbean
9. MemoryMXBean memBean=ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy
10. (mbs,ManagementFactory.MEMORY_MXBEAN_NAME, MemoryMXBean.class);
11. //获取远程opretingsystemmxbean
12. com.sun.management.OperatingSystemMXBean opMXbean =
13. ManagementFactory.newPlatformMXBeanProxy(mbs,
14. ManagementFactory.OPERATING_SYSTEM_MXBEAN_NAME, OperatingSystemMXBean.class);

然后，采集memory的数据就比较简单了，直接调用API获取：

1. /**    Collect data every 5 seconds      */
2. try {
3. TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
4. } catch (InterruptedException e) {
5. logger.error("InterruptedException occurred while MemoryCollector sleeping...");
6. }
7. MemoryUsage heap = memBean
8. etHeapMemoryUsage();
9. MemoryUsage nonHeap = memBean
10. etNonHeapMemoryUsage();
11. long heapSizeUsed = heap.getUsed();//堆使用的大小
12. long nonHeapSizeUsed = nonHeap.getUsed();
13. long heapCommitedSize = heap.getCommitted();
14. long nonHeapCommitedSize = nonHeap.getCommitted();

采集CPU利用率需要自己计算一下，因为API只提供了获取cpu的使用时间，我得在两次系统时间间隔内获取两次CPU的使用时间，得到在该时间间隔内cpu使用的时间，相除即得到CPU的使用率，当然误差肯定存在。

1. Long start = System.currentTimeMillis();
2. long startT = opMXbean.getProcessCpuTime();
3. /**    Collect data every 5 seconds      */
4. try {
5. TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
6. } catch (InterruptedException e) {
7. logger.error("InterruptedException occurred while MemoryCollector sleeping...");
8. }
9. Long end = System.currentTimeMillis();
10. long endT = opMXbean.getProcessCpuTime();
11. //end - start 即为当前采集的时间单元，单位ms
12. //endT - startT 为当前时间单元内cpu使用的时间，单位为ns
13. //所以：double ratio = (entT-startT)/1000000.0/(end-start)/opMXbean.getAvailableProcessors()

核心代码就是这些了，当然，具体使用的话应该用单独的线程分别取cpu、memory数据，读取的数据需要写文件或者画图，监控时间长的话还要定时的将这些数据刷到磁盘文件或数据库中，等，这些都是题外话了。这边我写到excel中，然后在excel中图形展示，远程监控的程序不方便展示，仅仅来监控一段模拟cpu正弦曲线的程序
，来看看我监控到的数据(图形)是否和预期一致，并与jconsole采到的有何差异：

1. public class SinCpu {
2. public static final double TIME = 1000;
3. /**
4. * @param args the command line arguments
5. */
6. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
7. new Thread(new SinTask()).start();
8. }
9. static class SinTask implements Runnable{
10. @Override
11. public void run() {
12. double x = 0;
13. double y = 0;
14. while (true) {
15. y = (Math.sin(x) + 1) * TIME / 2;
16. doSomeSimpleWork(y);
17. x += 0.1;
18. try {
19. Thread.sleep((long) (TIME - y));
20. } catch (InterruptedException e) {
21. e.printStackTrace();
22. }
23. }
24. }
25. private void doSomeSimpleWork(double y) {
26. long startTime = System.currentTimeMillis();
27. while ((System.currentTimeMillis() - startTime) < y) {
28. }
29. }
30. }
31. }

监控结果基本和预期一样，CPU数据图呈现预期的正弦曲线：

上图中，第一个图是从jconsole监控图中截过来的，而下图是我利用opMXBean计算获得，两个图基本吻合，数据基本波动在0-25%是因为我测试机器是四核的cpu，两个图像之间有位移是因为，我手动打开jconsole没有我程序监控来的快，所以大概图像平移下基本吻合。

内存的测试应该比CPU还要准一些，这里就不贴了。Note: 如果监控的程序线程数量很大，cpu会有较明显误差，而且采的频率不够高的话可能有些点漏采。

最后：被测程序必须开放JMXREMOTE端口，具体使用参数：

-Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=[开放的端口]
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false