Отладка JVM через MXBeans на коленке / Хабр

Бывает надо заглянуть внутрь JVM.
Увидеть CPU, ядра, потоки, а чаще heapMemory - но у тебя ничего для этого нет.
Ни Prometheus, ни других систем мониторинга. Ещё не настроено окружение.

Как можно проверить JVM на коленке?

Есть относительно простой способ сделать это в любых условиях.
На localhost.
На стенде разработки.
На продуктовом стенде (но тут на свой страх и риск - обязательно закрывайте авторизацией).

И здесь мне однажды помог...Custom endpoint, который отдаёт снимок состояния Java Platform MXBeans.

MXBeans

Если начать читать про MXBeans - вы скорее всего начитаете, что эта технология отходит на второй план. Когда оно было на пике популярности, я вообще ещё не разрабатывал приложения.
Да, всё меняется. Это и правда устарело, в эпоху систем мониторинга.

Но допустим, в нашем кейсе мониторинга нет.
И настраивать затратно. Поэтому продолжаем.

Platform MXBeans (Managed Beans) - это встроенные в Java виртуальную машину стандартные интерфейсы (JMX-компоненты) для управления и мониторинга работы JVM и операционной системы.

По сути это специальные объекты.
По дефолту JVM поднимает эти объекты сама при старте приложения.
Достать их можно через статические методы класса ManagementFactory.
Их много разных, у каждого свой небольшой кусочек ответственности.

MemoryMXBean - мониторит состояние Heap и Non-Heap памяти, считает загрузку памяти.
OperatingSystemMXBean - позволяет заглянуть за пределы JVM и узнать загрузку процессора хоста (CPU), количество ядер и свободную физическую память котнейнера.
ThreadMXBean - считает количество живых потоков, пиковое значение потоков, а также умеет находить взаимные блокировки.
GarbageCollectorMXBean - отдаёт статистику по сборщикам мусора: сколько раз запускались и сколько миллисекунд заняли паузы (Stop-the-world).

Связь с VisualVM, Prometheus

Почти каждый слышал про VisualVM - древний, но крутой софт для просмотра состояния JVM.

Любопытный факт №1
Когда вы подключаете VisualVM к Java процессу - он сразу же строит графики.
Информацию с Java процесса он собирает как раз благодаря заранее настроенным MXBeans.

Любопытный факт №2
Есть способ экспорта этих же метрик MXBean из Java-приложения в формат Prometheus. Стандартом для этого является использование утилиты Prometheus JMX Exporter

Если связать всё вместе

Частично, вы можете увидеть то что показывается в VisualVM, но без VisualVM.
Для этого надо ручками написать Endpoint, код которого опрашивает MXBeans и отправляет статус приложения в ответе. Ничего сверхъестественного, но думаю это стоит упомянуть, потому что:

Для этого не нужны дополнительные библиотеки.
Не нужно специфичное окружение - независимо от среды это запустится

Вот пример Endpoint-а, который собирает полезную информацию о JVM

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController
import java.lang.management.ManagementFactory

@RestController
@RequestMapping("/internal/diagnostics")
class JvmDiagnosticsController {

    @GetMapping("/snapshot")
    fun getJvmSnapshot(): Map<String, Any> {
        val memory = ManagementFactory.getMemoryMXBean()
        val threads = ManagementFactory.getThreadMXBean()
        val os = ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean()

        return mapOf(
            "timestamp" to System.currentTimeMillis(),
            "memory" to mapOf(
                "heap_used_mb" to memory.heapMemoryUsage.used / 1024 / 1024,
                "heap_max_mb" to memory.heapMemoryUsage.max / 1024 / 1024,
                "non_heap_used_mb" to memory.nonHeapMemoryUsage.used / 1024 / 1024
            ),
            "threads" to mapOf(
                "live" to threads.threadCount,
                "peak" to threads.peakThreadCount,
                "deadlocked_count" to (threads.findDeadlockedThreads()?.size ?: 0)
            ),
            "system" to mapOf(
                "cpu_load_pct" to (os.systemLoadAverage * 100).toInt(),
                "available_processors" to os.availableProcessors
            )
        )
    }
}

P.S.

Не надо использовать способ с Endpoint-ом как основу.
Лучше используйте что-то современное.
Prometheus, Micrometer, Spring Actuator.
Но если ничего нет - есть вот такая палочка-выручалочка.