JMX 和 管理系统简介（一）

JMX 是管理系统和资源之间的一个接口，它定义了管理系统和资源之间交互的标准。javax.management.MBeanServer实现了 Agent 的功能，以标准的方式给出了管理系统访问 JMX 框架的接口。而从类库的层次上看，JMX 包括了核心类库 java.lang.management和 javax.management包。java.lang.management包提供了基本的 VM 监控功能，而 javax.management包则向用户提供了扩展功能。

架构图：

JMX（Java Management Extensions，即Java管理扩展）是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架。JMX可以跨越一系列异构操作系统平台、系统体系结构和网络传输协议，灵活的开发无缝集成的系统、网络和服务管理应用。

JMX是一套标准的代理和服务，实际上，用户可以在任何Java应用程序中使用这些代理和服务实现管理。 JMX的优点在于：

1. 可以非常容易的使应用程序具有被管理的功能
2. 提供具有高度伸缩性的架构,每个JMX Agent服务可以很容易的放入到Agent中，每个JMX的实现都提供几个核心的Agent服务，你也可以自己编写服务，服务可以很容易的部署，取消部署。
3. 主要提供接口，允许有不同的实现。

从JAVA 5开始，JDK就提供非常有名的java.lang.management 包，包里提供了许多MXBean的接口类，开发者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。

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12个MXBean。

java.lang.management.BufferPoolMXBean ： 管理缓冲池的接口。例如：java.nio.ByteBuffer#allocateDirect direct或者java.nio.MappedByteBuffer mapped的缓冲池。

java.lang.management.ClassLoadingMXBean ： 管理JVM类加载系统的接口。提供JVM的JIT(Just In Time)编译器(将bytecode编译成native code)的信息。Java 虚拟机具有此接口的实现类的单个实例。实现此接口的实例是一个 MXBean，可以通过调用 ManagementFactory.getClassLoadingMXBean() 方法或从ManagementFactory.getPlatformMBeanServer方法获得。
在 MBeanServer 中唯一标识类加载系统的 MXBean 的 ObjectName 为：
java.lang:type=ClassLoading

java.lang.management.CompilationMXBean：管理JVM编译系统的接口。 Java 虚拟机具有此接口的实现类的单个实例。实现此接口的实例是一个 MXBean，可以通过调用 ManagementFactory.getClassLoadingMXBean() 方法或从ManagementFactory.getPlatformMBeanServer方法获得。
在 MBeanServer 中唯一标识编译系统的 MXBean 的 ObjectName 为：
java.lang:type=Compilation

com.sun.management.HotSpotDiagnosticMXBean ： 可以用于获取VM信息。它支持dumpHeap(String outputFile, boolean live)操作，让Java程序能直接指定路径和是否只要活对象进行heap dump。
在 MBeanServer 中唯一标识编译系统的 MXBean 的 ObjectName 为：
com.sun.management:type=HotSpotDiagnostic

java.lang.management.MemoryManagerMXBean ： 内存管理器的管理接口。内存管理器管理 Java 虚拟机的一个或多个内存池。
Java 虚拟机具有一个或多个内存管理器。实现此接口的实例是 MXBean，可以通过调用 ManagementFactory.getMemoryManagerMXBeans() 方法或从平台ManagementFactory.getPlatformMBeanServer方法获得。
在 MBeanServer 内唯一标识内存管理器的 MXBean 的 ObjectName 为：
java.lang:type=MemoryManager,name=manager's name

java.lang.management.MemoryMXBean：JVM内存系统的管理接口。Java 虚拟机具有此接口的实现类的单一实例。实现此接口的实例是一个 MXBean，可以通过调用 ManagementFactory.getMemoryMXBean() 方法或从ManagementFactory.getMemoryManagerMXBeans()方法获得。
在 MBeanServer 中唯一标识内存系统的 MXBean 的 ObjectName 为：
java.lang:type=Memory

java.lang.management.MemoryPoolMXBean ：内存池的管理接口。内存池表示由JVM管理的内存资源，由一个或多个内存管理器对内存池进行管理。JVM具有此接口的实现类的一个或多个实例。实现此接口的实例是 MXBean，可以通过调用 ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans() 方法或从ManagementFactory.getMemoryManagerMXBeans()方法获得。
在 MBeanServer 中惟一标识内存池的 MXBean 的 ObjectName 为：
java.lang:type=MemoryPool,name=pool's name

java.lang.management.OperatingSystemMXBean ：用于操作系统的管理接口，JVM在此操作系统上运行。JVM具有此接口的实现类的单一实例。实现此接口的实例是一个 MXBean，可以通过调用 ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean() 方法或从ManagementFactory.getMemoryManagerMXBeans()方法获得。
用于在 MBeanServer 中唯一标识操作系统的 MXBean 的 ObjectName 为：
java.lang:type=OperatingSystem

java.lang.management.PlatformLoggingMXBean ：java.util.logging的管理接口，JVM在此操作系统上运行。JVM具有此接口的实现类的单一实例。实现此接口的实例是一个 MXBean，可以通过调用 ManagementFactory.getPlatformMXBean() 方法或从ManagementFactory.getPlatformMBeanServer()方法获得。
用于在 MBeanServer 中唯一标识操作系统的 MXBean 的 ObjectName 为：
java.util.logging:type=Logging

java.lang.management.RuntimeMXBean： JVM的运行时系统的管理接口。JVM具有此接口的实现类的单一实例。实现此接口的实例是一个MXBean，它可以通过调用 ManagementFactory.getRuntimeMXBean() 方法或从ManagementFactory.getPlatformMBeanServer()方法获得。
在 MBeanServer 中唯一标识运行时系统的 MXBean 的 ObjectName 为：
java.lang:type=Runtime

jdk.management.cmm.SystemResourcePressureMXBean：从 JDK 8u40 开始，在 JDK 中增加了“内存压力”的概念。内存压力属性代表系统上的总内存使用量 (RAM)。内存压力越高，系统越接近于用完内存。这是实验性功能，尚不允许商用。为了应对内存压力增大，JDK 将尝试减少其内存使用量。主要通过减少 Java 堆大小来实现这一点。JDK 为减少内存使用量而采取的操作可能会导致性能降低。这是特意的选择。应用程序通过 JMX MXBean 提供压力级别，范围从 0（无压力）到 10（几乎用尽内存）。要启用此功能，应注册 jdk.management.cmm.SystemResourcePressureMXBean。然后，使用 "MemoryPressure" 属性设置内存压力。
此外还提供了一个新的命令行标记 -XX:MemoryRestriction，它采用参数 "none"、"low"、"medium" 或 "high" 之一。此标记将在 JDK 中设置初始压力，对于未注册 MXBean 的情况，此标记同样起作用。协作内存管理需要 G1 GC (-XX:+UseG1GC)。此功能与 -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent 标记不兼容。

java.lang.management.ThreadMXBean： Java 虚拟机线程系统的管理接口。 JVM具有此接口的实现类的单一实例。实现此接口的实例是一个 MXBean，可以通过调用 ManagementFactory.getThreadMXBean() 方法或从ManagementFactory.getPlatformMBeanServer()方法获得它。
在 MBeanServer 内唯一标识线程系统的 MXBean 的 ObjectName 是：
java.lang:type=Threading

平台资源 对应的 MXBean 可使用的数量

缓冲池	BufferPoolMXBean	1个或多个
类装入系统	ClassLoadingMXBean	1个
编译系统	CompilationMXBean	1个
VM	HotSpotDiagnosticMXBean
垃圾收集系统	GarbageCollectorMXBean	至少 1
内存管理器	MemoryManagerMXBean	1个或多个
内存	MemoryMXBean	1个
内存资源	MemoryPoolMXBean	1个
操作系统	OperatingSystemMXBean	1个
logging	PlatformLoggingMXBean	1个
运行时系统	RuntimeMXBean	1个
系统资源压力	SystemResourcePressureMXBean
线程	ThreadMXBean	1个

具体的每个接口实现了什么功能，可以看源码，其实看接口里面方法的定义就可以明白大概的意思。

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。通过如上的这些接口，我们可以获得运行的JVM很详细的信息，从运行JVM、操作系统，到内存、GC和线程，缓冲池，日志，系统压力都可以通过这些标准的接口获取到，来对系统进行全方位的监控。这些接口描述的主要是JVM的总体性的信息，而无法提供更多的细节。如果要了解更多JVM内部信息，可以使用JPDA。JPDA(Java Platform Debugger Architecture)提供了JVM内部的访问接口，让我们可以方便地了解JVM内部的状态，可以在此基础上构建调试、性能剖析的平台。