JMX介绍

一、JMX简单介绍

Tomcat从5.0版本开始引入JMX，力图使JMX成为Tomcat未来版本的管理工具和平台。首先，让我们来对JMX做一个简单了解。JMX是Java Management Extension的缩写，可译为Java管理工具扩展，扩展的意思就是JMX不包含在标准的J2SE中，我们必须要另外下载JMX RI的实现。不过，这种把JMX排除在J2SE之外的情况已经成为历史了，J2SE5.0和J2SE6.0都已经包含了JMX的标准实现。这说明， JMX已经成为J2SE不可分割的一部分，另外一方面，JMX已经成为Java平台上管理工具的事实标准，在业界广泛使用。例如，JBOSS就是以JMX为微内核，Web应用模块和其它功能模块都可热插拨到这个微内核，将JMX的管理功能发挥得淋漓尽致。从当前业界使用情况看，JMX中的X(Extension，扩展)应该去掉，改名为Java Management Standard Platform (JMSP，Java管理标准平台)更加合适。为了向下兼容，我们姑且还是称之为JMX吧。

JMX要管理的对象是什么呢，是资源。什么是资源，资源是指企业中的的各种应用软件和平台，举例来说，一个公司内部可能有许多应用服务器、若干Web服务器、一台至多台的数据库服务器及文件服务器等等，那么，如果我们想监视数据库服务器的内存使用情况，或者我们想更改应用服务器上JDBC最大连接池的数目，但我们又不想重启数据库和应用服务器，这就是典型意义上的资源管理，即对我们的资源进行监视(Monitoring，查看)和管理(Management，更改)，这种监视和更改不妨碍当前资源的正常运行。对资源进行适当的监测和管理，可以让我们的IT资源尽可能的平稳运行，可以为我们的客户提供真正意思上的24×7服务。在资源耗尽或者在硬件出故障之前，我们就可以通过管理工具监测到，并通过管理工具进行热调整和插拔。独孤九剑，料敌机先，适当的资源管理就是我们料敌机先的工具，可以让我们立于IT服务的不败之地。在Sun公司提出JMX(JSR174)以前，人们通常都是使用SNMP对网络上的资源进行管理。SNMP的主要问题是入门门槛太高，不容易使用。所以Sun提出了JSR174倡议并且提供了一套JMX的参考实现。

从技术上说，JMX整体架构可分为三层，即资源植入层(Instrumentation Level，可能有更好的译法？)、代理层(Agent Level)和管理层(Manager Level)，简述如下：

资源植入层(Instrumentation Level)：该层包含MBeans及这些MBeans所管理的资源，MBeans是一个Java对象，它必须实现JMX规范中规定的接口。按照JMX规范，在MBeans对象的接口中，我们可以指定管理层可以访问资源的哪些属性，可以调用资源的哪些方法，并且，在资源的属性发生变化是，我们的MBeans可以发出消息，通知对这些属性变化感兴趣的其它对象。JMX规范定义了四种MBeans，它们分别是标准MBeans(Standard MBeans)、动态MBeans(Dynamic MBeans)、开放MBeans(Open MBeans)和模态MBeans(Model MBeans)。

代理层(Agent Level)：代理层的目的就是要把MBeans中实现的接口暴露给管理层，该层通常由MBean Server和Agent Services构成，MBean Server就是一个MBeans对象注册器，所有的资源MBeans都注册到这个MBean Server，对象管理器或者其它的管理层应用程序可以通过访问MBean Server，从而可以访问MBean Server中注册的MBeans，当然也就可以监视和管理和这些MBeans绑定的资源。

管理层(Manager Level)：又称之为分布式服务层(Distributed Services)，顾名思义，该层主要包含一些管理应用程序，这些程序可以访问和操作JMX代理层(Agent Level)。这些管理应用程序可以是一个Web应用，也可能是一个Java SWT应用程序。

二、JMX应用简单示例

下面，我们举一个简单的例子，理解一下JMX中中的各个概念。我们家有一个中央热水系统(Central Heater System)，它是我们家的一个资源，现在我们想通过JMI进行管理。现有的代码如下所示，当然，为简单起见，我们略去了一些JNI调用代码，因为厂家提供的API是用C语言写的。

a) 热水器接口(CentralHeaterInf.java)的现有代码：

package carl.test.jmx;

/**
* The interface of Central Heater
* @author carlwu
*
*/
public interface CentralHeaterInf {

/**
* The heater is provided by British Gas Company
*/
public final static String HEATER_PROVIDER="British Gas Company";

/**
* Get current temperature of heater
* @return the temperature of the heater
*/
public int getCurrentTemperature();

/**
* Set the new temperature
* @param newTemperature
*/
public void setCurrentTemperature(int newTemperature);

/**
* Turn on the heater
*/
public void turnOn();

/**
* Turn off the heater
*/
public void turnOff();

}

b) 热水器实现代码的现有代码(CentralHeaterImpl.java)

/**
* The implemenation of Central Heater
* @author carlwu
*
*/
package carl.test.jmx;

public class CentralHeaterImpl implements CentralHeaterInf {

int currentTemperature;
public int getCurrentTemperature() {
  return currentTemperature;
}

public void setCurrentTemperature(int newTemperature) {
  currentTemperature=newTemperature;
}

public void turnOff() {
  System.out.println("The heater is off. ");
}

public void turnOn() {
  System.out.println("The heater is on. ");
}

}

1.1资源植入层(Instrumentation Level)代码示例

我们如何让JMX对我们的中央热水器进行管理呢?首先，我们并不想让远程管理者能够关闭我们的中央热水器，因为热水器一旦关上，我们再也无法访问厂家提供的API。既然不能关闭它，我们的MBeans中也就不需要打开(turnOn)方法。所以，我们简单定义的MBeans接口如下：

package carl.test.jmx;

/**
* @author carlwu
*
*/

public interface CentralHeaterImplMBean {

/**
* return the heater provider
* @return
*/
public String getHeaterProvider();

/**
* Get current temperature of heater
* @return the temperature of the heater
*/
public int getCurrentTemperature();

/**
* Set the new temperature
* @param newTemperature
*/
public void setCurrentTemperature(int newTemperature);

/**
* Print the current temperature of the heater
* @return the string of current temperature
*/
public String printCurrentTemperature();

}

上面的MBean接口及其简单，意义也非常明显，我们只向管理程序公开热水器的生产厂家(该属性为只读，管理程序不能更改热水器的生产厂家)，但管理程序可以获取并更改当前热水器的温度，并且可以打印出热水器的当前温度。

接下来，我们要做的，就是更改我们已有的CentralHeaterImpl.java代码，让它实现CentralHeaterImplMBean接口，同时实现CentralHeaterImplMBean MBean中规定的所有方法。CentralHeaterImpl.java更改后的源代码如下：

/**
* The implemenation of Central Heater
* @author carlwu
*
*/
package carl.test.jmx;

public class CentralHeaterImpl implements CentralHeaterInf,CentralHeaterImplMBean {

int currentTemperature;

public int getCurrentTemperature() {
  return currentTemperature;
}

public void setCurrentTemperature(int newTemperature) {
  currentTemperature=newTemperature;
}

public void turnOff() {
  System.out.println("The heater is off. ");
}

public void turnOn() {
  System.out.println("The heater is on. ");

}

 

public String getHeaterProvider() {
  // TODO Auto-generated method stub
  return HEATER_PROVIDER;

}

 

public String printCurrentTemperature() {

  String printMsg="Current temperature is:"+currentTemperature;
  System.out.println(printMsg);
  return printMsg;
}

}

到此为止，我们的资源植入层(Instrumentation Level)的代码全部完成，它主要由一个MBean(CentralHeaterImplBean)及其实现类CentralHeaterImpl组成，在CentralHeaterImplBean这个MBean接口中，我们说明了要向管理程序暴露的属性和方法，在本例中，我们的管理程序可以访问热水器的生产厂家信息，同时还可以获取和设置并打印热水器的温度。在MBean的实现类中，我们实现了MBean接口中规定的所有方法。

然而，在上面的实现中，我们更改已有的CentralHeaterImpl.java代码。但从代码编写的角度看，这种做法违反了软件设计的基本原则—开闭原则。我们已有的CentralHeaterImpl.java类已经经过多次测试，消除了所有的Bug，现在为了支持JMX，我又增加方法，又修改代码，这会让原本运行得很好的系统重新产生Bug。您不妨思考一下，如何不修改CentralHeaterImpl类的代码，但又让使JMX能够管理我们家的热水器呢？请参考本文的附录，看看您的想法是否比我提供的参考实现高明些？

1.2 代理层(Agent Level)示例代码

import java.lang.management.ManagementFactory;
import javax.management.MBeanServer;
import javax.management.ObjectName;

/**
* @author carlwu
*
*/
public class CentralHeaterAgent {
private static MBeanServer mBeanServer;
/**
* @param args
*/

public static void main(String[] args) throws Exception {

  ObjectName oname;
  // get the default MBeanServer from Management Factory

  mBeanServer = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();
  // try {
  // create a instance of CentralHeaterImpl class
  CentralHeaterInf centralHeater = new CentralHeaterImpl();

  // assign a Object name to above instance
  oname = new ObjectName("MyHome:name=centralheater");

  // register the instance of CentralHeaterImpl to MBeanServer
  mBeanServer.registerMBean(centralHeater, oname);

  System.out.println("Press any key to end our JMX agent...");
  System.in.read();

}

}

您可以看到，上面的代理层代码异常简单。前面讲过，代理层中最重要的对象就是MBeanServer，我们可以把MBeanServer理解为一个全局的HashMap，所有的MBeans都通过唯一的名字注册到这个HashMap，这个HashMap可以跨越JVM访问，甚至可以通过RMI、Http及其它手段跨越网络传输到其它机器，让其它机器也能访问这个MBeanServer中注册的对象。下面我们稍微理解一下代理层代码，在main()方法中，

a)   首先我们从ManagementFactory的工厂方法中获得MBeanServer对象；

b)   然后实例化我们的热水器对象，注意这个对象声明为CentralHeaterInf，而不是CentralHeaterImplMBean。JMX规范并没有规定对象声明，只要这个对象实现了一个以SomethingMBean命名的接口或父类即可；

c)   接下来通过new ObjectName(String)构造函数给我们的MBean一个全局的名字，这个名字一般的格式是：”域名:属性1=*,属性2=*,…”构成；

d)   第四步，我们调用MBeanServer的regiesterBean方法，通过第三步声明的全局名字把我们的MBean实例注册到MBeanServer。

这几步都非常简单明了。下面我们在Eclipse中运行代理层代码，运行时，请加上下面几个JVM运行时参数：

-Dcom.sun.management.jmxremote
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl="false"
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate="false"

到此为止，JMX的小例子就结束了，您可能有些疑惑。a) 首先，JMX从表现形式上看似RMI或者EJB，是一种分布式计算，对吗？b) 其次，我们在注册MBean时，开始声明了一个MBean对象，然后把这个对象注册到MBeanServer，那么，所有的操作都只能操纵这个对象，对吧？假设我们在程序的其它地方，又新创建了这个MBean的另一个实例，这时，我们如何管理这个新创建的实例呢？

我们先来思考一下JMX和RMI/EJB的区别，RMI/EJB是分布式计算的一种，它们通过Stub和Skeleon的方式，在服务器和客户端之间传输Bean实例，所以客户端必须知道服务器端Bean的接口；客户端可以获得服务器端的实例对象，并能调用这个实例对象的方法，被调用的方法其实是在客户端运行的，方法的运行需要占用客户端资源。但JMX不同，JMX管理程序(类似于EJB/RMI的客户端)不需要了解服务器中Bean的任何接口的信息，更不需要从服务器上获取正在运行的实例，所有方法的调用均在服务器端完成，管理程序只是用来监视或者管理服务器中注册的MBeans。

再说说JMX如何管理新实例的问题，我们知道，JMX管理的是资源。何谓资源，资源一般代表真实存在的事物。比如说上面例子中的热水器，我们家只有一个热水器，所以一个MBean的实例足矣，不必使用new来创建另一个实例。但是，您可能会问，我们家假如有两个热水器怎么办？在这种情况下，我们需要两个MBean的实例，把它们分别命名为"MyHome:name=centralheater_1"和"MyHome:name=centralheater_2"，并注册到MBeanServer，这两个热水器之间没有任何关系，就和Java中同一个类的两个实例类似。当然，同一个类的两个实例之间可以通过static属性共享资源。一般说来，JMX中的MBean对应的是真实世界里存在的事物，或者服务器中独一无二的对象，这些对象往往长期驻留在内存中，所以需要管理。如果您新建一个实例，等您的方法退出之后，垃圾回收器马上将这个对象清理掉，您也没有必要使用JMX来管理这种昙花一现的对象，对吗？

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