UAVStack中JVM監(jiān)控分析工具怎么用

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引言

作為AllInOne的智能化服務(wù)技術(shù)棧，UAVStack提供了非常全面的監(jiān)控數(shù)據(jù)采樣功能，同時支持數(shù)據(jù)監(jiān)控與預(yù)警。近期，我們整合了原有的數(shù)據(jù)采集展示功能，新增JVM分析功能，推出了更易用的JVM監(jiān)控分析工具。

熟悉JDK的開發(fā)者都知道，JDK本身提供了一套JVM分析工具，包括jinfo、jmap、jstack等。用戶可以通過命令行輕松獲取JVM內(nèi)存堆棧信息、內(nèi)存對象分配以及JVM啟動基本參數(shù)信息。但這些工具需要在命令行環(huán)境中執(zhí)行，且生產(chǎn)環(huán)境下則需要通過堡壘機轉(zhuǎn)發(fā)。

開源社區(qū)一些不錯的JVM分析工具也可以提供獲取JVM基本信息、追蹤堆棧、獲取內(nèi)存信息等功能，但同樣需要命令行CLI的支持。

UAVStack推出的JVM監(jiān)控分析工具提供基于頁面的展現(xiàn)方式，以圖形化的方式展示采集到的監(jiān)控數(shù)據(jù)；同時提供JVM基本參數(shù)獲取、內(nèi)存dump、線程分析、內(nèi)存分配采樣和熱點方法分析等功能。

一、架構(gòu)

JVM監(jiān)控分析工具基于UAVStack既有架構(gòu)，整體分為前端、后臺及中間件增強框架（MOF）。其中：

• 前端負責展示數(shù)據(jù)、向后臺發(fā)送用戶執(zhí)行指令；

• 后臺負責下發(fā)指令、響應(yīng)用戶查詢、處理采集到的數(shù)據(jù)；

• 中間件增強框架（MOF）負責接收后臺下發(fā)的指令、執(zhí)行指令并返回數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入文件，然后通過UAV提供的文件歸集功能上送數(shù)據(jù)。

整體架構(gòu)流程如下圖所示：

二、關(guān)鍵技術(shù)

2.1 JMX

JMX提供相關(guān)接口，獲取基礎(chǔ)的JVM監(jiān)控數(shù)據(jù)，如內(nèi)存堆大小、GC情況等，是JVM監(jiān)控數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

2.2 中間件增強框架（MOF）

作為分析工具整條鏈路的基礎(chǔ)，MOF依附于用戶應(yīng)用，主要提供以下基礎(chǔ)支持：

• 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集：MOF植入應(yīng)用中，JMX定期獲取并上報相關(guān)JVM的基本信息數(shù)據(jù)，為展示和預(yù)警提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

• 請求捕獲、指令執(zhí)行：JVM監(jiān)控分析工具的大多數(shù)功能都需要下發(fā)指令至應(yīng)用所在的服務(wù)器。MOF負責把下發(fā)指令的請求攔截下來，執(zhí)行并返回對應(yīng)的結(jié)果。

2.3 Java Attach API

Java Attach API是由Sun提供的一套非標準API，可以將用戶連接到運行中的虛擬機進程上，進行agent的掛載等操作。

在JVM監(jiān)控分析工具中，Java Attach API主要用于Attach到虛擬機進程，進行如下操作：

• 獲取JMX Connection：從外部獲取JVMConnection，得到MXBean，抓取運行數(shù)據(jù)。（CPU采樣分析）

• 獲取VirtualMachine對象：調(diào)用接口，得到堆內(nèi)存分布信息。（內(nèi)存采樣分析）

三、功能展示

3.1 基本監(jiān)控

選擇應(yīng)用實例后即可進入基本監(jiān)控頁面。

該頁面主要展示CPU使用率、線程情況、內(nèi)存占用和GC情況。用戶可以根據(jù)需求調(diào)整時間范圍，查看不同時段的監(jiān)控數(shù)據(jù)。

3.2 JVM摘要

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

• 基本信息包括pid、主機信息、啟動參數(shù)以及JVM的啟動時間等最基本、最重要的信息；

• JVM參數(shù)包括所有JVM啟動參數(shù)，用戶可查看指定的堆大小、垃圾回收器信息等；

• 系統(tǒng)屬性包括寫入System.Properties中的所有配置信息以及Javaagent的配置屬性。

3.3 線程分析

線程分析通過執(zhí)行jstack獲取線程基本信息，并對輸出結(jié)果進行分析，得到線程狀態(tài)數(shù)量、有無死鎖等信息。

3.4 內(nèi)存Dump

內(nèi)存Dump通過執(zhí)行jmap獲取指定JVM的堆棧dump文件。

用戶可以便捷地在前端一鍵生成dump，不需要再登錄堡壘機。點擊“刷新”可以查看近期dump內(nèi)存的操作記錄。

3.5 CPU分析

CPU分析是基于線程棧的采樣分析，主要提供兩個功能：線程執(zhí)行時間以及方法熱點采樣。 

• 線程執(zhí)行時間是指線程在采樣期間的活動時間。查詢結(jié)果按照線程活動總時間排序，同時提供線程名稱和線程執(zhí)行時間信息，用戶可據(jù)此判斷應(yīng)用的執(zhí)行情況。

• 方法熱點采樣統(tǒng)計所有方法的執(zhí)行時間，提供方法的類名和方法名信息。其中，方法的自用執(zhí)行時間不包括方法調(diào)用其他方法的執(zhí)行時間。查詢結(jié)果按照方法的自用執(zhí)行時間降序排序，用戶可以查看當前應(yīng)用內(nèi)部耗時較長的執(zhí)行方法，判斷應(yīng)用是否異常、是否需要優(yōu)化。

3.6 內(nèi)存分析

內(nèi)存分析是基于線程以及堆的統(tǒng)計采樣分析，主要提供兩個功能：每個線程的內(nèi)存分配和堆內(nèi)分配細節(jié)。

• 線程內(nèi)存分配提供每個線程的內(nèi)存分配大小和線程名稱等信息，按照內(nèi)存分配大小降序排列。用戶可查看當前占用內(nèi)存較大的線程。

• 堆內(nèi)分配提供了各個類在堆內(nèi)的分配實例數(shù)以及所占用的堆內(nèi)存，按照堆內(nèi)存大小降序排列。用戶可把該功能當作簡易的dump及分析工具，快速分析內(nèi)存分配情況，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存分配問題。

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