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spring boot 原始碼解析32-PublicMetrics詳解

阿新 • • 發佈：2019-02-06

前言

接下來的幾篇文章我們來分析一下spring-boot-actuator 中在org.springframework.boot.actuate.metrics中的程式碼,如圖:

專案結構圖

這裡的程式碼不僅多,而且還比較複雜(類與類之間的關聯關係).我們的策略是一點一點的蠶食,本文就先來分析PublicMetrics的實現,關於這部分的類圖如下:

PublicMetrics類圖

本文只分析PublicMetrics, SystemPublicMetrics, TomcatPublicMetrics, DataSourcePublicMetrics.其他的實現–>CachePublicMetrics,MetricReaderPublicMetrics,RichGaugeReaderPublicMetrics 我們後續的文章進行講解.

解析

PublicMetrics

PublicMetrics,暴露指定的Metric通過MetricsEndpoint的介面.實現類應該小心metrics–> 它們提供了一個唯一的名字在application context中,但是它們不能在jvm,分散式環境時唯一的

該類只聲明瞭1個方法,程式碼如下:

// 返回表示當前的狀態的indication 通過metrics
Collection<Metric<?>> metrics();

這裡有必要說明一下Metric,該類是1個持有系統測量值的不變類(1個被命名的數值和事件戳的類) 比如:測量1個伺服器的活躍連結數或者是測量會議室的溫度

.該類是1個泛型類,其泛型引數T–>測量值的型別.其欄位,構造器如下:

private final String name;

private final T value;

private final Date timestamp;

SystemPublicMetrics

SystemPublicMetrics–>提供各種與系統相關的度量的PublicMetrics實現,該類實現了PublicMetrics,Ordered.實現Ordered的介面的目的是在有多個PublicMetrics的集合中進行排序.,其實現如下:

public int getOrder
 
() {
    return Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 10;
}

  1. 欄位,構造器如下:

    // 啟動時間(指的是SystemPublicMetrics初始化的時間)
private long timestamp;

public SystemPublicMetrics() {
    this.timestamp = System.currentTimeMillis();
}

  2. metrics,實現如下:

    public Collection<Metric<?>> metrics() {
    Collection<Metric<?>> result = new LinkedHashSet<Metric<?>>();
    // 1. 新增基本的統計
    addBasicMetrics(result);
    // 2. 新增uptime,負載等統計
    addManagementMetrics(result);
    return result;
}

    1. 新增基本的統計.程式碼如下:

      protected void addBasicMetrics(Collection<Metric<?>> result) {
    // NOTE: ManagementFactory must not be used here since it fails on GAE
    Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
    // 1. 新增記憶體使用統計,name=mem,value = 總記憶體+堆外記憶體使用量
    result.add(newMemoryMetric("mem",
            runtime.totalMemory() + getTotalNonHeapMemoryIfPossible()));
    // 2. 新增可用統計,name=mem.free,value = 可用記憶體
    result.add(newMemoryMetric("mem.free", runtime.freeMemory()));
    // 3. 新增處理器核心數統計,name=processors,value = 處理器核心數
    result.add(new Metric<Integer>("processors", runtime.availableProcessors()));
    // 4. 新增SystemPublicMetrics 執行時間統計,name=instance.uptime,value = 當前時間-啟動時間
    result.add(new Metric<Long>("instance.uptime",
            System.currentTimeMillis() - this.timestamp));
}

      1. 新增記憶體使用統計,name=mem,value = 總記憶體+堆外記憶體使用量,其中堆外記憶體使用量程式碼如下:

        private long getTotalNonHeapMemoryIfPossible() {
    try {
        return ManagementFactory.getMemoryMXBean().getNonHeapMemoryUsage().getUsed();
    }
    catch (Throwable ex) {
        return 0;
    }
}
      2. 新增可用統計,name=mem.free,value = 可用記憶體
      3. 新增處理器核心數統計,name=processors,value = 處理器核心數
      4. 新增SystemPublicMetrics 執行時間統計,name=instance.uptime,value = 當前時間-啟動時間

    2. 新增uptime,負載等統計.程式碼如下:

      private void addManagementMetrics(Collection<Metric<?>> result) {
    try {
        // Add JVM up time in ms
        // 1. 新增jvm啟動時間,name=uptime,value = 啟動時間,單位ms
        result.add(new Metric<Long>("uptime",
                ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getUptime()));
        // 2. 新增系統負載,name=systemload.average,value = 啟動負載
        result.add(new Metric<Double>("systemload.average",
                ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean().getSystemLoadAverage()));
        // 3. 新增jvm的監控統計
        addHeapMetrics(result);
        // 4. 新增堆外記憶體的統計
        addNonHeapMetrics(result);
        // 5. 新增執行緒的統計
        addThreadMetrics(result);
        // 6. 新增類載入相關的統計
        addClassLoadingMetrics(result);
        // 7. 新增垃圾回收的統計
        addGarbageCollectionMetrics(result);
    }
    catch (NoClassDefFoundError ex) {
        // Expected on Google App Engine
    }
}
      1. 新增jvm啟動時間,name=uptime,value = 啟動時間,單位ms
      2. 新增系統負載,name=systemload.average,value = 啟動負載

      3. 新增jvm的監控統計,程式碼如下:

        protected void addHeapMetrics(Collection<Metric<?>> result) {
    MemoryUsage memoryUsage = ManagementFactory.getMemoryMXBean()
            .getHeapMemoryUsage();
    // 1. 獲得所提交的位元組記憶體量-->這個記憶體量是保證java虛擬機器使用的
    result.add(newMemoryMetric("heap.committed", memoryUsage.getCommitted()));
    // 2. 獲得jvm的初始化記憶體數,單位:位元組.如果初始記憶體大小未定義，則此方法返回-1
    result.add(newMemoryMetric("heap.init", memoryUsage.getInit()));
    // 3. 獲得記憶體的使用量
    result.add(newMemoryMetric("heap.used", memoryUsage.getUsed()));
    // 4. 獲得記憶體的最大值,返回-1,如果為指定
    result.add(newMemoryMetric("heap", memoryUsage.getMax()));
}
        1. 獲得所提交的位元組記憶體量–>這個記憶體量是保證java虛擬機器使用的
        2. 獲得jvm的初始化記憶體數,單位:位元組.如果初始記憶體大小未定義，則此方法返回-1
        3. 獲得記憶體的使用量
        4. 獲得記憶體的最大值,返回-1,如果未指定

      4. 新增堆外記憶體的統計,程式碼如下:

        private void addNonHeapMetrics(Collection<Metric<?>> result) {
    MemoryUsage memoryUsage = ManagementFactory.getMemoryMXBean()
            .getNonHeapMemoryUsage();
    result.add(newMemoryMetric("nonheap.committed", memoryUsage.getCommitted()));
    result.add(newMemoryMetric("nonheap.init", memoryUsage.getInit()));
    result.add(newMemoryMetric("nonheap.used", memoryUsage.getUsed()));
    result.add(newMemoryMetric("nonheap", memoryUsage.getMax()));
}
        1. 獲得所提交的位元組記憶體量–>這個記憶體量是保證java虛擬機器使用的
        2. 獲得jvm的初始化記憶體數,單位:位元組.如果初始記憶體大小未定義，則此方法返回-1
        3. 獲得記憶體的使用量
        4. 獲得記憶體的最大值,返回-1,如果未指定

      5. 新增執行緒的統計,程式碼如下:

        protected void addThreadMetrics(Collection<Metric<?>> result) {
    ThreadMXBean threadMxBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
    // 1. 獲得jvm啟動以來或者統計重置以來的最大值
    result.add(new Metric<Long>("threads.peak",
            (long) threadMxBean.getPeakThreadCount()));
    // 2. 獲得daemon執行緒的數量
    result.add(new Metric<Long>("threads.daemon",
            (long) threadMxBean.getDaemonThreadCount()));
    // 3. 獲得jvm啟動以來被建立並且啟動的執行緒數
    result.add(new Metric<Long>("threads.totalStarted",
            threadMxBean.getTotalStartedThreadCount()));
    // 4. 獲得當前存活的執行緒數包括daemon,非daemon的
    result.add(new Metric<Long>("threads", (long) threadMxBean.getThreadCount()));
}
        1. 獲得jvm啟動以來或者統計重置以來的最大值
        2. 獲得daemon執行緒的數量
        3. 獲得jvm啟動以來被建立並且啟動的執行緒數
        4. 獲得當前存活的執行緒數包括daemon,非daemon的

      6. 新增類載入相關的統計,程式碼如下:

        protected void addClassLoadingMetrics(Collection<Metric<?>> result) {
    ClassLoadingMXBean classLoadingMxBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();
    // 1. 獲得jvm目前載入的class數量
    result.add(new Metric<Long>("classes",
            (long) classLoadingMxBean.getLoadedClassCount()));
    // 2.獲得jvm啟動以來載入class的所有數量
    result.add(new Metric<Long>("classes.loaded",
            classLoadingMxBean.getTotalLoadedClassCount()));
    // 3. 獲得jvm解除安裝class的數量
    result.add(new Metric<Long>("classes.unloaded",
            classLoadingMxBean.getUnloadedClassCount()));
}
        1. 獲得jvm目前載入的class數量
        2. 獲得jvm啟動以來載入class的所有數量
        3. 獲得jvm解除安裝class的數量

      7. 新增垃圾回收的統計,程式碼如下:

        protected void addGarbageCollectionMetrics(Collection<Metric<?>> result) {
    // 1. 獲得GarbageCollectorMXBean
    List<GarbageCollectorMXBean> garbageCollectorMxBeans = ManagementFactory
            .getGarbageCollectorMXBeans();
    // 2.遍歷之:
    for (GarbageCollectorMXBean garbageCollectorMXBean : garbageCollectorMxBeans) {
        String name = beautifyGcName(garbageCollectorMXBean.getName());
        // 2.1. 獲得gc的次數
        result.add(new Metric<Long>("gc." + name + ".count",
                garbageCollectorMXBean.getCollectionCount()));
        // 2.2. 獲得gc的時間
        result.add(new Metric<Long>("gc." + name + ".time",
                garbageCollectorMXBean.getCollectionTime()));
    }
}
        1. 獲得GarbageCollectorMXBean

        2. 遍歷之:

          1. 獲得gc的次數
          2. 獲得gc的時間

  3. 自動裝配:

    在PublicMetricsAutoConfiguration中進行自動裝配.程式碼如下:

    @Bean
public SystemPublicMetrics systemPublicMetrics() {
    return new SystemPublicMetrics();
}
    • @Bean–> 註冊1個id為systemPublicMetrics,型別為SystemPublicMetrics的bean

TomcatPublicMetrics

TomcatPublicMetrics–>提供tomcat的資料統計的PublicMetrics的實現.該類實現了PublicMetrics, ApplicationContextAware介面.

  1. metrics 程式碼如下:

    public Collection<Metric<?>> metrics() {
    // 1. 如果applicationContext 是EmbeddedWebApplicationContext的例項,則進行後續處理,否則,返回空集合
    if (this.applicationContext instanceof EmbeddedWebApplicationContext) {
        // 2. 獲得Manager
        Manager manager = getManager(
                (EmbeddedWebApplicationContext) this.applicationContext);
        if (manager != null) {
            // 3. 如果Manager 不等於null,則呼叫metrics 進行收集統計資料
            return metrics(manager);
        }
    }
    return Collections.emptySet();
}
    1. 如果applicationContext 是EmbeddedWebApplicationContext的例項,則進行後續處理,否則,返回空集合

    2. 獲得Manager,程式碼如下:

      private Manager getManager(EmbeddedWebApplicationContext applicationContext) {
    // 1. 獲得內嵌tomcat的例項,如果不是TomcatEmbeddedServletContainer的例項,則返回null
    EmbeddedServletContainer embeddedServletContainer = applicationContext
            .getEmbeddedServletContainer();
    if (embeddedServletContainer instanceof TomcatEmbeddedServletContainer) {
        // 2. 否則,獲得tomcat中Context所對應的Manager
        return getManager((TomcatEmbeddedServletContainer) embeddedServletContainer);
    }
    return null;
}
      1. 獲得內嵌tomcat的例項,如果不是TomcatEmbeddedServletContainer的例項,則返回null

      2. 否則,獲得tomcat中Context所對應的Manager,程式碼如下:

        private Manager getManager(TomcatEmbeddedServletContainer servletContainer) {
    for (Container container : servletContainer.getTomcat().getHost()
            .findChildren()) {
        if (container instanceof Context) {
            return ((Context) container).getManager();
        }
    }
    return null;
}

        通過遍歷host中的Container,如果其是Context的子類,則直接獲得其對應的Manager,否則,返回null.

    3. 如果Manager 不等於null,則呼叫metrics 進行收集統計資料.程式碼如下:

      private Collection<Metric<?>> metrics(Manager manager) {
    List<Metric<?>> metrics = new ArrayList<Metric<?>>(2);
    // 1. 如果Manager 是ManagerBase的例項,則新增 tomcat的session最大數量,-1 -->沒有限制
    if (manager instanceof ManagerBase) {
        addMetric(metrics, "httpsessions.max",
                ((ManagerBase) manager).getMaxActiveSessions());
    }
    // 2. 添加當前啟用的session數量
    addMetric(metrics, "httpsessions.active", manager.getActiveSessions());
    return metrics;
}
      1. 如果Manager 是ManagerBase的例項,則新增 tomcat的session最大數量,-1 –>沒有限制
      2. 添加當前啟用的session數量

      addMetric 實現如下:

      private void addMetric(List<Metric<?>> metrics, String name, Integer value) {
    metrics.add(new Metric<Integer>(name, value));
}

  2. 自動裝配：

    宣告在TomcatMetricsConfiguration中,程式碼如下:

    @Configuration
@ConditionalOnClass({ Servlet.class, Tomcat.class })
@ConditionalOnWebApplication
static class TomcatMetricsConfiguration {

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public TomcatPublicMetrics tomcatPublicMetrics() {
        return new TomcatPublicMetrics();
    }

}

    1. 由於TomcatMetricsConfiguration上聲明瞭如下註解:

      @Configuration
@ConditionalOnClass({ Servlet.class, Tomcat.class })
@ConditionalOnWebApplication

      因此,滿足如下條件時該配置生效

      • @ConditionalOnClass({ Servlet.class, Tomcat.class })–> 在當前類路徑下存在Servlet.class, Tomcat.class時生效
      • @ConditionalOnWebApplication–> 在web環境下生效

    2. 由於tomcatPublicMetrics方法聲明瞭 @ConditionalOnMissingBean,因此當beanFactory中不存在TomcatPublicMetrics型別的bean時生效.

DataSourcePublicMetrics

DataSourcePublicMetrics–>提供資料來源使用方面的資料統計的PublicMetrics的實現.

  1. 該類的欄位,如下:

    private static final String DATASOURCE_SUFFIX = "dataSource";

@Autowired
private ApplicationContext applicationContext;

@Autowired
private Collection<DataSourcePoolMetadataProvider> providers;

// key---> 對DataSourcePoolMetadataProvider的id生成的字首,value-->對應的DataSourcePoolMetadata
private final Map<String, DataSourcePoolMetadata> metadataByPrefix = new HashMap<String, DataSourcePoolMetadata>();

  2. 由於該類的initialize方法註解有@PostConstruct,因此會在初始化後執行.程式碼如下:

    @PostConstruct
public void initialize() {
    // 1. 嘗試獲取主資料來源 返回null,意味著主資料來源不存在
    DataSource primaryDataSource = getPrimaryDataSource();
    // 2. 例項化DataSourcePoolMetadataProvider
    DataSourcePoolMetadataProvider provider = new DataSourcePoolMetadataProviders(
            this.providers);
    // 3. 獲得BeanFactory中DataSource型別的bean,遍歷之
    for (Map.Entry<String, DataSource> entry : this.applicationContext
            .getBeansOfType(DataSource.class).entrySet()) {
        String beanName = entry.getKey();
        DataSource bean = entry.getValue();
        // 3.1 生成字首
        String prefix = createPrefix(beanName, bean, bean.equals(primaryDataSource));
        // 3.2 獲得DataSource 所對應的DataSourcePoolMetadata,放入metadataByPrefix 中
        DataSourcePoolMetadata poolMetadata = provider
                .getDataSourcePoolMetadata(bean);
        if (poolMetadata != null) {
            this.metadataByPrefix.put(prefix, poolMetadata);
        }
    }
}

    1. 嘗試獲取主資料來源 返回null,意味著主資料來源不存在.程式碼如下:

      private DataSource getPrimaryDataSource() {
    try {
        return this.applicationContext.getBean(DataSource.class);
    }
    catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
        return null;
    }
}
    2. 例項化DataSourcePoolMetadataProvider

    3. 獲得BeanFactory中DataSource型別的bean,遍歷之

      1. 生成字首.程式碼如下:

        protected String createPrefix(String name, DataSource dataSource, boolean primary) {
    // 1. 如果是主資料來源,返回datasource.primary
    if (primary) {
        return "datasource.primary";
    }
    // 2. 如果DataSource對應的id 長度大於dataSource的長度,並且是dataSource結尾的,則擷取之前的作為id,如:demoDataSource--> demo
    if (name.length() > DATASOURCE_SUFFIX.length()
            && name.toLowerCase().endsWith(DATASOURCE_SUFFIX.toLowerCase())) {
        name = name.substring(0, name.length() - DATASOURCE_SUFFIX.length());
    }
    // 3. 否則,以datasource.作為字首進行拼接,如demo-->datasource.demo
    return "datasource." + name;
}
        1. 如果是主資料來源,返回datasource.primary
        2. 如果DataSource對應的id 長度大於dataSource的長度,並且是dataSource結尾的,則擷取之前的作為id,如:demoDataSource–> demo
        3. 否則,以datasource.作為字首進行拼接,如demo–>datasource.demo

      2. 獲得DataSource 所對應的DataSourcePoolMetadata,放入metadataByPrefix 中.程式碼如下:

        public DataSourcePoolMetadata getDataSourcePoolMetadata(DataSource dataSource) {
    for (DataSourcePoolMetadataProvider provider : this.providers) {
        DataSourcePoolMetadata metadata = provider
                .getDataSourcePoolMetadata(dataSource);
        if (metadata != null) {
            return metadata;
        }
    }
    return null;
}

        依次遍歷持有的providers,如果能根據給定的DataSource獲得DataSourcePoolMetadata,則直接返回,否則返回null.

  3. metrics,實現如下:

    public Collection<Metric<?>> metrics() {
    Set<Metric<?>> metrics = new LinkedHashSet<Metric<?>>();
    // 1. 遍歷metadataByPrefix
    for (Map.Entry<String, DataSourcePoolMetadata> entry : this.metadataByPrefix
            .entrySet()) {
        String prefix = entry.getKey();
        // 1.1 獲得字首,如果字首不是.結尾的,則加上.
        prefix = (prefix.endsWith(".") ? prefix : prefix + ".");
        DataSourcePoolMetadata metadata = entry.getValue();
        // 1.2 新增Metric,name=prefix.active value = 已經在使用中的(啟用)連結或者返回null,如果該資訊不可用的話
        addMetric(metrics, prefix + "active", metadata.getActive());
        // 1.3 新增Metric,name=prefix.usage value = 當前資料庫連線池的使用量,返回值在0至1之間(或者是-1,如果當前資料庫連線池沒有限制的話)
        addMetric(metrics, prefix + "usage", metadata.getUsage());
    }
    return metrics;
}

    1. 遍歷metadataByPrefix

      1. 獲得字首,如果字首不是.結尾的,則加上.
      2. 新增Metric,name=prefix.active value = 已經在使用中的(啟用)連結或者返回null,如果該資訊不可用的話
      3. 新增Metric,name=prefix.usage value = 當前資料庫連線池的使用量,返回值在0至1之間(或者是-1,如果當前資料庫連線池沒有限制的話)

      addMetric程式碼如下:

      private <T extends Number> void addMetric(Set<Metric<?>> metrics, String name,
        T value) {
    if (value != null) {
        metrics.add(new Metric<T>(name, value));
    }
}

  4. 自動裝配:

    宣告在DataSourceMetricsConfiguration中.程式碼如下:

    @Configuration
@ConditionalOnClass(DataSource.class)
@ConditionalOnBean(DataSource.class)
static class DataSourceMetricsConfiguration {

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    @ConditionalOnBean(DataSourcePoolMetadataProvider.class)
    public DataSourcePublicMetrics dataSourcePublicMetrics() {
        return new DataSourcePublicMetrics();
    }

}

    1. 由於在DataSourceMetricsConfiguration上聲明瞭如下註解:

      @Configuration
@ConditionalOnClass(DataSource.class)
@ConditionalOnBean(DataSource.class)

      因此在滿足如下條件時該配置生效:

      • @ConditionalOnClass(DataSource.class)–> 在類路徑下存在DataSource.class時生效
      • @ConditionalOnBean(DataSource.class) –> 在beanFactory中存在DataSource型別的bean時生效

    2. 由於在dataSourcePublicMetrics聲明瞭 @Conditional 註解,因此滿足如下條件時生效:

      • @ConditionalOnMissingBean–> 在beanFactory中不存在DataSourcePublicMetrics型別的bean時生效
      • @ConditionalOnBean(DataSourcePoolMetadataProvider.class)–> 當在beanFactory中存在DataSourcePoolMetadataProvider型別的bean時生效

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      最好的演示說明，不是上來就貼配置檔案和程式碼，而是，先來一波配置檔案的註釋，再來一波程式碼的測試過程，最後再出個技術在專案中的應用效果，這樣的循序漸進的方式，才會讓讀者更加清楚的理解一項技術是如何運用在專案中的，雖然本篇很簡單，幾乎不用手寫什麼程式

spring boot(四)：thymeleaf使用詳解

在上篇文章springboot(二)：web綜合開發中簡單介紹了一下thymeleaf，這篇文章將更加全面詳細的介紹thymeleaf的使用。thymeleaf 是新一代的模板引擎，在spring4.0中推薦使用thymeleaf來做前端模版引擎。 thymeleaf介紹 簡單說， Thymeleaf 是一

amcl原始碼解析（完全詳解）

0. 寫在最前面 這篇文章記錄下自己在閱讀amcl原始碼過程中的一些理解，如有不妥，歡迎評論或私信。 本文中所有程式碼因為篇幅等問題，都只給出主要部分，詳細的自己下載下來對照著看。 作者是在校研究生，會長期跟新自己學習ROS以及SLAM過程中的一些理解，喜歡的話歡迎

spring boot 原始碼解析[email protected]

前言 之前在分析spring boot 原始碼時匯出可見@ConditionalOnBean 之類的註解,那麼它到底是如何使用的以及其工作流程如何,我們這裡就圍繞以下幾點來分析: @Conditional系列與Condition的關係 @Condition

spring boot 原始碼解析5-SpringApplication#run第5步

前言 之前的文章我們分析了SpringApplication#run方法執行的前4步,這裡我們分析第5步,列印banner. 解析 SpringApplication#run方法的第5步執行如下程式碼: private Banner printBa

spring boot整合使用JdbcTemplate之詳解!!

spring boot 對資料庫操作在jdbc上做了進一步的封裝，jdbcTemplate提供了基於註解的事務管理功能，spring可以通過註解的形式，把DataSouce資料來源直接注入到jdbcTemplate中。1,加入Maven依賴<dependency>

spring boot 原始碼解析2-SpringApplication初始化

前言 我們生成一個spring boot 專案時,會自帶一個啟動類. 程式碼如下: @SpringBootApplication public class DemoApplication { public static void main(St