JMX 和系统管理

          

检测虚拟机当前的状态总是 Java 开放人员所关心的，也正是因为如此，出现了大量的 profiler 工具来检测当前的虚拟机状态。从 Java SE 5 之后，在 JDK 中，我们有了一些 Java 的虚拟机检测 API，即 java.lang.management包。Management 包里面包括了许多 MXBean 的接口类和 LockInfo、MemoryUsage、MonitorInfo 和 ThreadInfo 等类。从名字可以看出，该包提供了虚拟机内存分配、垃圾收集（GC）情况、操作系统层、线程调度和共享锁，甚至编译情况的检测机制。这样一来，Java 的开发人员就可以很简单地为自己做一些轻量级的系统检测，来确定当前程序的各种状态，以便随时调整。

要获得这些信息，我们首先通过 java.lang.management.ManagementFactory这个工厂类来获得一系列的 MXBean。包括：

• ClassLoadingMXBean

  ClassLoadMXBean 包括一些类的装载信息，比如有多少类已经装载 / 卸载（unloaded），虚拟机类装载的 verbose 选项（即命令行中的 Java – verbose:class 选项）是否打开，还可以帮助用户打开 / 关闭该选项。

• CompilationMXBean

  CompilationMXBean 帮助用户了解当前的编译器和编译情况，该 mxbean 提供的信息不多。

• GarbageCollectorMXBean

  相对于开放人员对 GC 的关注程度来说，该 mxbean 提供的信息十分有限，仅仅提供了 GC 的次数和 GC 花费总时间的近似值。但是这个包中还提供了三个的内存管理检测类：MemoryManagerMXBean，MemoryMXBean 和 MemoryPoolMXBean。

  • MemoryManagerMXBean

    这个类相对简单，提供了内存管理类和内存池（memory pool）的名字信息。

  • MemoryMXBean

    这个类提供了整个虚拟机中内存的使用情况，包括 Java 堆（heap）和非 Java 堆所占用的内存，提供当前等待 finalize 的对象数量，它甚至可以做 gc（实际上是调用 System.gc）。

  • MemoryPoolMXBean

    该信息提供了大量的信息。在 JVM 中，可能有几个内存池，因此有对应的内存池信息，因此，在工厂类中，getMemoryPoolMXBean() 得到是一个 MemoryPoolMXBean 的 list。每一个 MemoryPoolMXBean 都包含了该内存池的详细信息，如是否可用、当前已使用内存 / 最大使用内存值、以及设置最大内存值等等。

• OperatingSystemMXBean

  该类提供的是操作系统的简单信息，如构架名称、当前 CPU 数、最近系统负载等。

• RuntimeMXBean

  运行时信息包括当前虚拟机的名称、提供商、版本号，以及 classpath、bootclasspath 和系统参数等等。

• ThreadMXBean

  在 Java 这个多线程的系统中，对线程的监控是相当重要的。ThreadMXBean 就是起到这个作用。ThreadMXBean 可以提供的信息包括各个线程的各种状态，CPU 占用情况，以及整个系统中的线程状况。从 ThreadMXBean 可以得到某一个线程的 ThreadInfo 对象。这个对象中则包含了这个线程的所有信息。

java.lang.management 和虚拟机的关系

我们知道，management 和底层虚拟机的关系是非常紧密的。其实，有一些的是直接依靠虚拟机提供的公开 API 实现的，比如 JVMTI；而另外一些则不然，很大一块都是由虚拟机底层提供某些不公开的 API / Native Code 提供的。这样的设计方式，保证了 management 包可以提供足够的信息，并且使这些信息的提供又有足够的效率；也使 management 包和底层的联系非常紧密。

 

package com.easyway.space.commons.systems;

import java.lang.management.ClassLoadingMXBean;
import java.lang.management.CompilationMXBean;
import java.lang.management.GarbageCollectorMXBean;
import java.lang.management.LockInfo;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.MemoryMXBean;
import java.lang.management.MemoryManagerMXBean;
import java.lang.management.MemoryPoolMXBean;
import java.lang.management.MemoryType;
import java.lang.management.MemoryUsage;
import java.lang.management.MonitorInfo;
import java.lang.management.OperatingSystemMXBean;
import java.lang.management.RuntimeMXBean;
import java.lang.management.ThreadInfo;
import java.lang.management.ThreadMXBean;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.Map.Entry;

/**
 * 系统监控工具
 * management 和底层虚拟机的关系是非常紧密的。其实，有一些的是直接依靠虚拟机提供的公
 * 开 API 实现的，比如 JVMTI；而另外一些则不然，很大一块都是由虚拟机底层提供某些不公开
 * 的 API / Native Code 提供的。这样的设计方式，保证了 management 包可以提供足够的信
 * 息，并且使这些信息的提供又有足够的效率；也使 management 包和底层的联系非常紧密。
 * @author longgangbai
 * 
 */
public class SystemUtils {

	/**
	 *ClassLoadingMXBean ClassLoadMXBean 包括一些类的装载信息，
	 * 比如有多少类已经装载 / 卸载（unloaded），
	 * 虚拟机类装载的 verbose 选项（即命令行中的 Java – verbose:class 选项）是否打开，
	 * 还可以帮助用户打开 / 关闭该选项。
	 */
	public static void getVMClassInformation(){
		
		ClassLoadingMXBean classLoadMXBean=ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();
		
		int loadClazzCount=classLoadMXBean.getLoadedClassCount();
		System.out.println("加载类的数量："+loadClazzCount);
		
		long hasloadClazzCount=classLoadMXBean.getTotalLoadedClassCount();
		System.out.println("已经加载类的数量："+hasloadClazzCount);
		long hasUnloadClazzCount=classLoadMXBean.getUnloadedClassCount();
		System.out.println("尚未加载类的数量："+hasUnloadClazzCount);
		boolean isVerbose=classLoadMXBean.isVerbose();
		System.out.println("是否开始加载类信息："+isVerbose);
		//CompilationMXBean 帮助用户了解当前的编译器和编译情况，该 mxbean 提供的信息不多。
		CompilationMXBean compilationMXBean=ManagementFactory.getCompilationMXBean();
		String jitName=compilationMXBean.getName();
		System.out.println("即时编译的名称："+jitName);
		long totalCompileTime=compilationMXBean.getTotalCompilationTime();
		System.out.println("总的编译时间："+totalCompileTime+"/s");
		boolean isSupport=compilationMXBean.isCompilationTimeMonitoringSupported();
		if(isSupport){
			System.out.println("支持即时编译器编译监控");
		}else{
			System.out.println("不支持即时编译器编译监控");
		}
		List<GarbageCollectorMXBean> gcMXBeanList=ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans();
		//相对于开放人员对 GC 的关注程度来说，该 mxbean 提供的信息十分有限，仅仅提供了 GC 的次数和 GC 花费总时间的近似值。
		for (GarbageCollectorMXBean gcMXBean : gcMXBeanList) {
			//内存池名称
			String[] poolNames=gcMXBean.getMemoryPoolNames();
			for (String poolName : poolNames) {
				System.out.println("poolNames="+poolName);
			}
		} 
		//提供了内存管理类和内存池（memory pool）的名字信息。
		List<MemoryManagerMXBean> memoryMgrMXBeanList=ManagementFactory.getMemoryManagerMXBeans();
		//内存管理器的信息
		for (MemoryManagerMXBean memoryManagerMXBean : memoryMgrMXBeanList) {
			String[] poolNames=memoryManagerMXBean.getMemoryPoolNames();
			for (String poolName : poolNames) {
				System.out.println("poolNames="+poolName);
			}
		}
		//内存信息
		MemoryMXBean memoryMXBean=ManagementFactory.getMemoryMXBean();
		//java堆得使用情况信息
		MemoryUsage heapMemoryUsage=memoryMXBean.getHeapMemoryUsage();
		long usaged=heapMemoryUsage.getUsed();
		System.out.println("java 内存堆使用内存："+usaged);
		long maxUsage=heapMemoryUsage.getMax();
		System.out.println("java 内存堆最大使用内存："+maxUsage);
		long initUsage=heapMemoryUsage.getInit();
		System.out.println("java 内存堆初始化时占用内存："+initUsage);
		List<MemoryPoolMXBean> memoryPoolMXBeanList=ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans();
		//该信息提供了大量的信息。在 JVM 中，可能有几个内存池，因此有对应的内存池信息，因此，在工厂类中
		//，getMemoryPoolMXBean() 得到是一个 MemoryPoolMXBean 的 list。每一个 MemoryPoolMXBean 都包含
		//了该内存池的详细信息，如是否可用、当前已使用内存 / 最大使用内存值、以及设置最大内存值等等。
		for (MemoryPoolMXBean memoryPoolMXBean : memoryPoolMXBeanList) {
			//内存池的名称
			String poolName=memoryPoolMXBean.getName();
			//内存管理器的名称
			String[] memoryMgrNames=memoryPoolMXBean.getMemoryManagerNames();
			for (String mgrName : memoryMgrNames) {
				System.out.println("内存管理器的名称："+mgrName);
			}
		    //java JVM最近内存的使用情况
			MemoryUsage memoryUsage=memoryPoolMXBean.getCollectionUsage();
			System.out.println("内存池的收集器内存使用率："+memoryUsage.getUsed()/memoryUsage.getMax()+"%");
			memoryPoolMXBean.getCollectionUsageThreshold();
			
			memoryPoolMXBean.getCollectionUsageThresholdCount();
			MemoryType  memoryType=memoryPoolMXBean.getType();
			System.out.println("内存的信息："+memoryType.name());
			MemoryUsage memoryUage=memoryPoolMXBean.getUsage();
			System.out.println("内存池的内存使用率："+memoryUage.getUsed()/memoryUage.getMax()+"%");
			memoryPoolMXBean.getUsageThreshold();
			System.out.println();
			memoryPoolMXBean.getUsageThresholdCount();
			System.out.println();
		}
		//该类提供的是操作系统的简单信息，如构架名称、当前 CPU 数、最近系统负载等。
		OperatingSystemMXBean operateSystemMBean=ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
		
		String operateName=operateSystemMBean.getName();
		System.out.println("操作系统的名称："+operateName);
		
		int processListCount=operateSystemMBean.getAvailableProcessors();
		System.out.println("操作系统的进程数："+processListCount);
		
		String osArchName=operateSystemMBean.getArch();//System.getProperty("os.arch");
		System.out.println("操作系统的架构："+osArchName);
		
		double loadAverage=operateSystemMBean.getSystemLoadAverage();
		System.out.println("操作系统的负载均衡信息："+loadAverage);
		
		String versionName=operateSystemMBean.getVersion();//System.getProperty("os.version");
		System.out.println("操作系统的版本号码："+versionName);
		//运行时信息包括当前虚拟机的名称、提供商、版本号，以及 classpath、bootclasspath 和系统参数等等。
		RuntimeMXBean runtimeMXBean=ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
		String vmName=runtimeMXBean.getVmName();
		System.out.println("虚拟机的名称："+vmName);
		
		String vmVersion=runtimeMXBean.getVmVersion();
		System.out.println("虚拟机的版本："+vmVersion);
		
		Map<String, String> sysMaps=runtimeMXBean.getSystemProperties();
		Set<Entry<String,String>> keyLists=sysMaps.entrySet();
		for (Entry<String, String> entry : keyLists) {
			System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());
		}
		String vmVendor=runtimeMXBean.getVmVendor();
		System.out.println("系统的供应商的名称："+vmVendor);
		
		//类加载器的路径
		String clazzPath=runtimeMXBean.getClassPath();//System.getProperty("java.class.path")}
		System.out.println("操作系统的类加载器的名称："+clazzPath);
		
		List<String> argsList=runtimeMXBean.getInputArguments();
		System.out.println("操作系统的参数信息");
		for (String args : argsList) {
			System.out.println("  "+args);
		}
		
		String libPath=runtimeMXBean.getLibraryPath();// System.getProperty("java.library.path")
		System.out.println("java 的类库路径："+libPath );
		
		String specVersion=runtimeMXBean.getManagementSpecVersion();
		System.out.println("实施运行Java虚拟机管理接口规范 的版本"+specVersion);
		
		String specName=runtimeMXBean.getSpecName();
		System.out.println("规范的名称："+specName);
		
		String specVender=runtimeMXBean.getSpecVendor();
		System.out.println("规范管理接口供应商 ："+specVender);
		
		long startTime=runtimeMXBean.getStartTime();
		System.out.println("java　虚拟机的开始启动的时间："+startTime);
		

		runtimeMXBean.getSpecVersion();
		System.out.println("规范接口版本：："+operateName);
		
		
		String bottClassPath =runtimeMXBean.getBootClassPath();
		System.out.println("操作系统的bootstrap 的classloader："+bottClassPath);
		
		//在 Java 这个多线程的系统中，对线程的监控是相当重要的。ThreadMXBean 就是起到这个作用。
		//ThreadMXBean 可以提供的信息包括各个线程的各种状态，CPU 占用情况，以及整个系统中的线
		//程状况。从 ThreadMXBean 可以得到某一个线程的 ThreadInfo 对象。这个对象中则包含了这个
		//线程的所有信息。
		//线程的信息
		ThreadMXBean threadMXBean=ManagementFactory.getThreadMXBean();
		//所有的线程的编号
		long[] threadIds=threadMXBean.getAllThreadIds();
		for (long threadId : threadIds) {
			//线程的信息
			ThreadInfo  threadInfo=threadMXBean.getThreadInfo(threadId);
			//线程被阻塞的数量
			threadInfo.getBlockedCount();
			//被锁定线程的监控信息
			MonitorInfo[] monitorInfos=threadInfo.getLockedMonitors();
			for (MonitorInfo monitorInfo : monitorInfos) {
				int depth=monitorInfo.getLockedStackDepth();
				System.out.println("锁定的程度："+depth);
			}
			//异步锁定的信息
			LockInfo[] lockinfos=threadInfo.getLockedSynchronizers();
			//锁定的信息
			for (LockInfo lockInfo : lockinfos) {
				System.out.println("锁定类的名称："+lockInfo.getClassName());
			}
			//线程的名称
			String threadName=threadInfo.getThreadName();
			System.out.println("线程的名称："+threadName);
			Thread.State state=threadInfo.getThreadState();
			System.out.println("线程的信息："+state.name());
			
		}
		
		long cpuTime=threadMXBean.getCurrentThreadCpuTime();
		long curentTime=threadMXBean.getCurrentThreadUserTime();
		long threadCount=threadMXBean.getDaemonThreadCount();
		long peakliveThreadCount=threadMXBean.getPeakThreadCount();
		long threadCounts=threadMXBean.getThreadCount();
		System.out.println("当前处于live状态的线程总的数量："+threadCounts);
		long totalThreadCount=threadMXBean.getTotalStartedThreadCount();
		System.out.println("JVM 启动之后，总的自动线程数量："+totalThreadCount);
		
		
		
		
		
	}
	/**
	 * 
	 * @return
	 */
	public static final String getHeapMemoryUsage() {
		ClassLoadingMXBean mxbean;
		return ManagementFactory.getMemoryMXBean().getHeapMemoryUsage()
				.getUsed()
				+ "/"
				+ ManagementFactory.getMemoryMXBean().getHeapMemoryUsage()
						.getMax();
	}
    /**
     * 当前使用内存的百分比
     * @return
     */
	public static final String getHeapMemoryUsagePercent() {
		return (((double) ManagementFactory.getMemoryMXBean()
				.getHeapMemoryUsage().getUsed() / (double) ManagementFactory
				.getMemoryMXBean().getHeapMemoryUsage().getMax()) * 100L)
				+ "%";
	}
    /**
     * 当前非java堆占用的百分比
     * @return
     */
	public static final String getNonHeapMemoryUsage() {
		return ManagementFactory.getMemoryMXBean().getNonHeapMemoryUsage()
				.getUsed()
				+ "/"
				+ ManagementFactory.getMemoryMXBean().getNonHeapMemoryUsage()
						.getMax();
	}
	  /**
     * 
     * @return
     */
	public static final String getNonHeapMemoryUsagePercent() {
		return (((double) ManagementFactory.getMemoryMXBean()
				.getNonHeapMemoryUsage().getUsed() / (double) ManagementFactory
				.getMemoryMXBean().getNonHeapMemoryUsage().getMax()) * 100)
				+ "%";
	}
	  /**
     * 获取线程数
     * @return
     */
	public static final String getThreadCount() {
		return "" + ManagementFactory.getThreadMXBean().getThreadCount();
	}

}