專利名稱：一種java應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)監(jiān)控方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IT運(yùn)維領(lǐng)域，尤其是一種對Java應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)監(jiān)控的方法。
背景技術(shù)：
隨著IT建設(shè)的不斷深入和完善，計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)變得日益重要。 保證應(yīng)用系統(tǒng)正常持續(xù)運(yùn)行的一個(gè)重要方面是對應(yīng)用系統(tǒng)的行為進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其行為 不符合預(yù)期或出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)告警，以便維護(hù)人員對問題進(jìn)行處理，排除故障或潛在的問 題。業(yè)務(wù)的快速變化和技術(shù)的不斷創(chuàng)新導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)日益復(fù)雜，大型企業(yè)可能存在數(shù)十甚 至上百個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)問題的定位、診斷和修復(fù)一直是信息服務(wù)部門面臨的挑 戰(zhàn)。在監(jiān)控技術(shù)中，一般是采用各種探針從外部觀測應(yīng)用系統(tǒng)占用的CPU、內(nèi)存資源等，不能 監(jiān)測應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部行為和效果，無法對深層次系統(tǒng)問題進(jìn)行定位、分析。傳統(tǒng)的軟件單步跟 蹤和調(diào)試技術(shù)可以準(zhǔn)確觀察系統(tǒng)內(nèi)部行為，主要適用于軟件開發(fā)階段，當(dāng)系統(tǒng)投入正式運(yùn) 行之后，由于源代碼、符號文件缺失等原因，很難再對系統(tǒng)進(jìn)行單步跟蹤調(diào)試；并且單步跟 蹤、斷點(diǎn)等會影響應(yīng)用系統(tǒng)行為，一般也不允許在生產(chǎn)環(huán)境中使用。因此，如何在應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境中，在對業(yè)務(wù)系統(tǒng)影響盡可能低的情況下，準(zhǔn)確監(jiān) 測軟件內(nèi)部行為，如方法執(zhí)行所耗時(shí)長，創(chuàng)建的對象數(shù)量，是否有操作異常發(fā)生等，并且將 這些數(shù)據(jù)及時(shí)有效的展現(xiàn)和分析，是IT運(yùn)維領(lǐng)域的技術(shù)人員面臨的一個(gè)突出問題。

發(fā)明內(nèi)容
Java語言是目前應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的主流編程語言。本發(fā)明提出了一種針對Java開 發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)監(jiān)控方法，其主要步驟如下
1)通過配置文件描述要監(jiān)控的類或方法，以及監(jiān)控指標(biāo)；
2)修改應(yīng)用程序啟動參數(shù)，JVM啟動時(shí)加載Agent；
3)Agent讀取配置文件，并根據(jù)監(jiān)控要求向JVM注冊要得到通知的事件；
4)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，當(dāng)指定的類被加載時(shí)，Agent得到通知；
5)Agent修改對應(yīng)類的字節(jié)碼，加入監(jiān)控所需邏輯；
6)Agent初始化相關(guān)指標(biāo)變量；
7)當(dāng)被監(jiān)控的方法調(diào)用時(shí)，自動執(zhí)行監(jiān)控邏輯，得到相關(guān)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)；
8)Agent根據(jù)配置文件的描述，定期計(jì)算相關(guān)指標(biāo)的值，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)收集單 元，并重置相關(guān)指標(biāo)變量；
9)數(shù)據(jù)收集單元匯聚數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)索引等操作；
10)數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元按照用戶操作，根據(jù)數(shù)據(jù)索引提取指標(biāo)數(shù)據(jù)，并以表格、線性圖、柱狀 圖等進(jìn)行展示。應(yīng)用上述方法的裝置由監(jiān)控Agent，數(shù)據(jù)收集單元和數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元組成。監(jiān)控 Agent包括動態(tài)鏈接庫和相關(guān)的一些jar包，當(dāng)Java程序啟動時(shí)將其作為程序的一部分進(jìn) 行加載，其工作原理如圖2所示。當(dāng)JVM啟動時(shí)，JVM根據(jù)運(yùn)行參數(shù)查找動態(tài)鏈接庫，根據(jù)JVMTI (Java Virtual Machine Tool Interface) ^ ，ijf M Agent_0nLo￡id 力夕去?！? ^ 中，Agent會讀取配置文件，確定要監(jiān)控的類和方法，然后據(jù)此向JVM聲明自己感興趣的事 件。當(dāng)這些事件發(fā)生時(shí)，相關(guān)的回調(diào)函數(shù)會被執(zhí)行。通過這種機(jī)制，Agent可以在Java類加 載時(shí)，動態(tài)修改Java程序的字節(jié)碼，根據(jù)要求嵌入自己的監(jiān)控指標(biāo)采集代碼。當(dāng)對應(yīng)類的 方法被執(zhí)行時(shí)，相關(guān)的采集代碼會被執(zhí)行，從而掌握應(yīng)用程序的行為統(tǒng)計(jì)。比如要監(jiān)測Card 類的余額查詢方法QueryValue執(zhí)行時(shí)延，Agent會在Card類加載時(shí)修改QueryValue方法 的字節(jié)碼，在進(jìn)入方法時(shí)取得系統(tǒng)時(shí)間，在方法執(zhí)行完畢時(shí)再取一次系統(tǒng)時(shí)間，并計(jì)算兩者 的差，就可得到該方法的執(zhí)行耗時(shí)。同樣的，如果要計(jì)算程序中某方法一直執(zhí)行，還未結(jié)束 的數(shù)量，則可以針對該方法設(shè)置一變量，當(dāng)方法進(jìn)入時(shí)該變量加一，當(dāng)方法退出時(shí)變量減去 一，那么這個(gè)變量的值就代表了當(dāng)前正在執(zhí)行，還未結(jié)束的調(diào)用數(shù)。Agent加載后會啟動數(shù) 據(jù)計(jì)算發(fā)送線程，該線程定期計(jì)算數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給數(shù)據(jù)收集單元；該間隔不宜過短， 過短會增加系統(tǒng)負(fù)載；也不宜過長，過長會導(dǎo)致監(jiān)控粒度過大，不能發(fā)現(xiàn)問題。優(yōu)選地，該間 隔宜設(shè)在30秒到60秒之間。另外一個(gè)要注意的是，為盡可能降低對應(yīng)用程序的影響，Agent 本身并不在磁盤上保存任何數(shù)據(jù)；所有數(shù)據(jù)均是通過網(wǎng)絡(luò)保存在數(shù)據(jù)收集單元上。如上所述，配置文件描述了要關(guān)注的應(yīng)用程序類和方法。作為一個(gè)面向?qū)ο蟮木?程語言，Java的一個(gè)特點(diǎn)是繼承。本發(fā)明可以通過監(jiān)測基類的行為實(shí)現(xiàn)對其派生類相關(guān)的 監(jiān)控。此特性具有兩方面的好處首先，技術(shù)人員可以在不清楚應(yīng)用程序代碼(如函數(shù)名，方 法名)的情況下即可實(shí)現(xiàn)對J2EE公共基礎(chǔ)設(shè)施的眾多監(jiān)控；比如，按照J(rèn)ava規(guī)范，所有的 Servlet都必須實(shí)現(xiàn)javax. servlet. krvlet接口，系統(tǒng)只需要設(shè)置了對該接口的監(jiān)控，即 可輕易掌握應(yīng)用程序中眾多krvlet的行為，而無需掌握應(yīng)用程序％1^1討的具體情況，這 大大降低了監(jiān)控的技術(shù)要求。另一方面，因?yàn)閷Ρ姸嗯缮愔恍枰渲霉驳幕?，減少了 部署工作量，提高了工作效率。Agent和數(shù)據(jù)收集單元之間可以是多到多的連接關(guān)系。即一個(gè)Agent可以連接到 多個(gè)數(shù)據(jù)收集單元；單個(gè)數(shù)據(jù)收集單元也可以同時(shí)接收多個(gè)Agent的數(shù)據(jù)。Agent的數(shù)據(jù) 同時(shí)只會發(fā)送到特定的數(shù)據(jù)收集單元，但當(dāng)這個(gè)數(shù)據(jù)收集單元無法連接時(shí)，Agent會查找下 一個(gè)備選的收集單元，直到找到可用的單元，這樣可以提高系統(tǒng)可靠性和擴(kuò)展性。數(shù)據(jù)收集單元接收到數(shù)據(jù)后需要建立監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)索引，數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元根據(jù)索引可以 確定特定指標(biāo)，特定時(shí)間段數(shù)據(jù)的存放位置，據(jù)此從對應(yīng)數(shù)據(jù)收集單元提取數(shù)據(jù)并呈現(xiàn)給 技術(shù)人員。綜上所述，和傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明方法優(yōu)點(diǎn)在于第一，降低了對被監(jiān)控服務(wù)器 的硬件開銷，能夠在不影響生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，并且不需對應(yīng)用程序源代碼進(jìn)行任何修改 的情況下，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)用程序內(nèi)部行為的細(xì)粒度監(jiān)控；第二，高靈活性，可以根據(jù) 應(yīng)用系統(tǒng)的具體情況靈活定制要監(jiān)控的事項(xiàng)或指標(biāo)，并且能夠通過對基類或公共接口的監(jiān) 控實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用派生類的監(jiān)控。第三，高可靠性和擴(kuò)展性，能夠?qū)Υ笠?guī)模復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1是本發(fā)明方法的示意流程圖。圖2是Agent工作原理圖。
圖3是本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例。圖4是本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式JDBC (Java Database Connectivity)是 Java 應(yīng)用程序中執(zhí)行 SQL 語句的 API, 可以為多種關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供統(tǒng)一訪問，在Java應(yīng)用程序中得到了極其廣泛的應(yīng)用；同時(shí)， 數(shù)據(jù)庫是目前業(yè)務(wù)系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其經(jīng)常是業(yè)務(wù)故障頻發(fā)的組件，如果實(shí)現(xiàn)對JDBC 的操作進(jìn)行監(jiān)控，能顯著提高問題診斷、定位的能力。下面是本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)對JDBC操作 監(jiān)控的一個(gè)具體實(shí)施例。如前所述，應(yīng)用本發(fā)明方法時(shí)，第一步就是要確定要監(jiān)控那些類和方法。JDBC規(guī)范 包括下列主要的接口和方法
權(quán)利要求
1.JAVA應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)監(jiān)控方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)通過Agent配 置文件配置要監(jiān)控的類或方法，以及監(jiān)控指標(biāo)；幻修改應(yīng)用程序啟動參數(shù)，JVM啟動時(shí)加 載Agent ；3) Agent讀取配置文件，并根據(jù)監(jiān)控要求向JVM注冊要得到通知的事件；4)應(yīng)用 程序運(yùn)行時(shí)，當(dāng)指定的類被加載時(shí)，Agent得到通知；5)Agent修改對應(yīng)類的字節(jié)碼，加入監(jiān) 控所需邏輯；6) Agent初始化相關(guān)指標(biāo)變量；7)當(dāng)被監(jiān)控的方法調(diào)用時(shí)，自動執(zhí)行監(jiān)控邏 輯，得到相關(guān)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)；8) Agent根據(jù)配置文件的描述，定期計(jì)算相關(guān)指標(biāo)的值，并將 數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)收集單元，并重置相關(guān)指標(biāo)變量；9)數(shù)據(jù)收集單元匯聚數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)索 引等操作；10)數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元按照用戶操作，根據(jù)數(shù)據(jù)索引提取指標(biāo)數(shù)據(jù)，并以表格、線性 圖、柱狀圖進(jìn)行展示。
2.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的JAVA應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)監(jiān)控方法的裝置，其特征在于 由Agent、數(shù)據(jù)收集單元、數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元結(jié)合服務(wù)器硬件完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于=Agent由一個(gè)動態(tài)鏈接庫和相關(guān)jar包 構(gòu)成，需和被監(jiān)控的業(yè)務(wù)系統(tǒng)部署在同一臺服務(wù)器，由被監(jiān)控JVM啟動時(shí)根據(jù)JVMTI接口加載。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于=Agent通過修改被監(jiān)控系統(tǒng)的字節(jié)碼，增 加監(jiān)控所需代碼，且修改是在業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中加載類的時(shí)候動態(tài)完成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于監(jiān)控指標(biāo)采集邏輯是嵌入在被監(jiān)控方法 中，被監(jiān)控方法被調(diào)用時(shí)一起執(zhí)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于可以通過配置文件靈活定義要監(jiān)控的類 和方法，且可以通過指定公共基類實(shí)現(xiàn)對其派生類的監(jiān)控。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于=Agent通過一個(gè)單獨(dú)的線程，定期計(jì)算統(tǒng) 計(jì)監(jiān)控指標(biāo)，并將其主動發(fā)送給數(shù)據(jù)收集裝置，其統(tǒng)計(jì)周期可以自定義。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于=Agent和數(shù)據(jù)收集單元之間可以是多到多 的連接關(guān)系，一個(gè)Agent可以連接到多個(gè)數(shù)據(jù)收集單元，一個(gè)數(shù)據(jù)收集單元也可以接收來 自多個(gè)Agent的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于其數(shù)據(jù)收集和展現(xiàn)單元所駐留服務(wù)器內(nèi) 存容量需不低于2G。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種JAVA應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)監(jiān)控方法和裝置。該方法的主要步驟包括1)通過配置文件描述要監(jiān)控的類或方法，以及監(jiān)控指標(biāo)；2)修改應(yīng)用程序啟動參數(shù)，JVM啟動時(shí)加載Agent；3)Agent讀取配置文件，并根據(jù)監(jiān)控要求向JVM注冊要得到通知的事件；4)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，當(dāng)指定的類被加載時(shí)，Agent得到通知；5)Agent修改對應(yīng)類的字節(jié)碼，加入監(jiān)控所需邏輯;6)Agent初始化相關(guān)指標(biāo)變量；7)當(dāng)被監(jiān)控的方法調(diào)用時(shí)，自動執(zhí)行監(jiān)控邏輯，得到相關(guān)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)；8)Agent根據(jù)配置文件的描述，計(jì)算相關(guān)指標(biāo)的值。應(yīng)用上述方法，可以顯著提高IT運(yùn)維人員診斷、分析、定位和解決IT系統(tǒng)故障的能力。
文檔編號G06F11/32GK102122263SQ20111006940
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者廖昕, 楊濤, 胡百國, 陳松 申請人:成都勤智數(shù)碼科技有限公司