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什么是 JMX

JMX 全称是 The Java Management Extensions ，是一种继承到 JVM 中的标准化功能。

JMX 的作用是在 JVM 运行过程中，实现对进程内变量的访问与控制。 这个「进程内变量」，既可以是 JVM 的运行参数，也可以是用户程序自定义的变量。

由于 JMX 的灵活性， 因此该技术经常被用于在运行时修改 JVM 运行参数、不停机修改应用的配置、监控指标导出等功能。

更方便的是， JMX 支持一些远程访问协议，典型的如 RMI 与 HTTP 协议。 因此不必登陆到 JVM 进程所在的服务器，即可实现对进程的访问。

JMX 整体的架构如下：

                  ┌─────────┐  ┌─────────┐                  
                  │jconsole │  │   Web   │              
                  └─────────┘  └─────────┘              
              	      rmi          http              
                       │            │              
              ┌────────│────────────│────────┐              
              │JVM     ▼            ▼        │              
              │   ┌─────────┐  ┌─────────┐   │              
              │ ┌─┤Connector├──┤ Adaptor ├─┐ │              
              │ │ └─────────┘  └─────────┘ │ │              
              │ │       MBeanServer        │ │              
              │ │ ┌──────┐┌──────┐┌──────┐ │ │              
              │ │ │MBean1││MBean2││MBean3│ │ │              
              │ │ └──────┘└──────┘└──────┘ │ │                 
              │ └──────────────────────────┘ │   
              └──────────────────────────────┘

JMX 的主体是与 JVM 嵌合在一起的 MBeanServer， 对于需要管理访问的数据，通过 MBean 的方式注册到 MBeanServer 中。 另外，MBeanServer 通过各种接口供外部访问。

使用 JMX

如果想要通过 JMX 技术在进程外部对进程数据进行访问，那么必须要将该数据封装在 MBean 中，并将 MBean 注册给 MBeanServer 。

MBean 是一种遵循 JMX 要求而设计的类和对象 ，不过本质上和普通的对象并没有什么区别。 当通过 JMX 访问一个 MBean 时， MBean 将暴露三类信息： 1. 一些属性 2. 一些方法 3. 自述信息

定义 MBean 接口

要注意， MBean 的接口名称必须要以 MBean 结尾。
在 MBean 接口 中，需要读写的属性将以 getter/setter 的方式定义。

package com.example; 
 
public interface HelloMBean { 
 
    public void sayHello(); 
    public int add(int x, int y); 
    
    public String getName(); 
     
    public int getCacheSize(); 
    public void setCacheSize(int size); 
}

实现 MBean 接口

package com.example; 
 
public class Hello implements HelloMBean { 
    public void sayHello() { 
        System.out.println("hello, world"); 
    } 
     
    public int add(int x, int y) { 
        return x + y; 
    } 
     
    public String getName() { 
        return this.name; 
    }  
     
    public int getCacheSize() { 
        return this.cacheSize; 
    } 
     
    public synchronized void setCacheSize(int size) {
        this.cacheSize = size; 
        System.out.println("Cache size now " + this.cacheSize); 
    } 
     
    private final String name = "Reginald"; 
    private int cacheSize = DEFAULT_CACHE_SIZE; 
    private static final int DEFAULT_CACHE_SIZE = 200; 
}

注册 MBean 对象

在注册 MBean 到 MBeanServer 时， 需要为每个 MBean 对象指定一个名称。
名称必须是 javax.management.ObjectName 类型，并且名称必须按照 ObjectName 类规定的格式。

简单来说，ObjectName 规定的 MBean 的名称分成两部分， 中间由冒号分割: - 一个域名 - 一组键值对

package com.example; 
import java.lang.management.*; 
import javax.management.*; 
 
public class Main { 
    public static void main(String[] args)  throws Exception { 
     
        MBeanServer mbs = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer(); 
        ObjectName name = new ObjectName("com.example:type=Hello"); 
        Hello mbean = new Hello(); 
        mbs.registerMBean(mbean, name); 
          
     
        System.out.println("Waiting forever..."); 
        Thread.sleep(Long.MAX_VALUE); 
    } 
}

启用 JMX

在启动 JVM 进程时，添加如下参数以启用 JMX :

java \
  -Dcom.sun.management.jmxremote \  
  -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999
  -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false \  
  -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false \  
  -jar App.jar

这样便让 JVM 进程监听了 9999 端口作为 JMX 的入口。

上面的例子没有开启 TLS 验证与通信加密，如果需要开启的话，只需修改对应的 com.sun.management.jmxremote.authenticate和com.sun.management.jmxremote.ssl参数即可。

启动进程之后会发现， JVM 除了监听指定的 JMX 端口之外，还额外监听了两个随机端口。 这两个端口一个是供 RMI 使用的， 一个是供 Jconsole 等监控工具访问本地 JVM 进程时使用的。

对于部分应用环境中， 通过防火墙限制了端口访问的范围， 那么还需要额外添加两个参数，以使 RMI 通信的端口复用 JMX 端口：

java \
  -Dcom.sun.management.jmxremote \  
  -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999
  -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false \  
  -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false \  
  -Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=9999
  -Djava.rmi.server.hostname=$(ip route get 8.8.8.8 | awk '{print $NF; exit}') \  
  -jar App.jar

如果想要关闭最后一个监听的随机端口， 那么只需在启动参数中加上这一项: -XX:+DisableAttachMechanism

访问 JMX

在 JDK 中自带了一个 GUI 工具用以通过 JMX 访问进程， 也就是上面提到的 Jconsole。

不过这是一个 GUI 工具，在 CLI 环境中无法使用。 如果想要在命令行中访问 JMX 的话， 那么 Jmxterm 是一个不错的选择。

JMX 与监控

JMX 需要通过 RMI 协议去访问， 如果想要通过 JMX 暴露一些监控指标到 Prometheus 的话， 那么还需要搭配 JMX Exporter，在启动 JVM 时添加 java agent，并指定 HTTP 端口和指标转换配置文件。

java \
  -javaagent:./jmx_prometheus_javaagent-0.15.0.jar=8080:config.yaml \
  -jar App.jar

JMX 性能调优

有一个强大的 JVM 分析工具， VisualVM， 可用通过 JMX 方式查看进程的运行状态， 堪称性能调优利器 ！

参考