15.2  JMX的基本概念

15.2.1  JMX的3层架构

JMX技术解决的是如何管理各类资源的问题。完整的JMX应用所关联的对象分为以下两类。

l   可管理资源(Manageable Resources)：JMX管理的资源可以是系统、应用、服务、设备或是一个用户，只要这些对象可以通过Java语言描述。当这些资源通过MBean描述时，它们就被封装成为可管理资源。

l   管理应用(Manage Application)：管理应用指各类通过JMX管理接口对可管理资源所进行的操作。

JMX要将各种资源封装成可管理资源，同时为各类管理应用访问可管理资源提供支持。三者的关联如图15-2所示。

图15-2  JMX应用所关联的两类对象

JMX应用架构被分成3个层次，分别为：装配层(Instrumentation Level)、代理层(Agent Level)，分布式服务层(Distributed Service Level)，如图15-3所示。对照图15-2，中间的代理层提供类似总线的连接和可插拔服务的相关实现，装配层对应着可管理资源的相关实现，分布式服务层对应着管理应用的相关实现。

图15-3  JMX架构图

(1)   装配层(Instrumentation Level)

装配层的主要任务就是对资源进行封装，使之成为可管理资源。所谓封装，就是通过将资源用类似Java Bean的方式描述出来。当资源以这种方式被封装成为可管理资源后，就被称作MBean(Management Bean)。

(2)   代理层(Agent Level)

代理层位于装配层和分布式服务层之间，包含MBean服务器、注册的MBean和连接器。代理层的作用体现在内外两方面：对内它通过MBean服务器(Managed Bean Server)维护着MBean的生命周期(包括注册和注销MBean)，同时为所注册的MBean提供各类服务；对外通过连接器将已注册的MBean的管理接口暴露给外面的管理应用使用。

(3)   分布式服务层(Distributed Service Level)

分布式服务层驻留着管理应用。管理应用通过连接器(Connector)与MBean服务器建立连接，并通过管理接口(Management Interface)去访问各个Mbean所包装的可管理资源。JMX Remote API Specification(JSR-166)对分布式服务层的应用给出了具体的规范。

JMX的3层架构的每一层都分布着不同的JMX组件，下面分别加以介绍。

15.2.2  MBean组件

MBean是Management Bean的缩写，负责将可管理资源和服务封装成类似Java Bean的形式。通过MBean的特性可以访问可管理资源的各类信息。MBean对资源的封装体现在以下几个方面：

l   属性名称及读写类型。

l   对资源的操作。

l   指定类型的通知。

说明：JVM已经默认被封装成可管理对象。可通过它去访问内置的JVM，从而远程监控并管理JVM。

MBean在JMX的3层架构中位于装配层和代理层，这两层中的MBean有着不同的作用：位于装配层的MBean被用来封装可管理资源，而位于代理层的MBean被用来封装MBean服务器提供的代理服务(比如定时器服务和监视器服务)。

从MBean的实现上来看，MBean分为两种类型：标准(Standard)MBean和动态(Dynamic) MBean。其中动态MBean又进一步分为Open MBean和Model MBean，如图15-4所示。

图15-4  MBean的分类

1. 标准(Standard)MBean

标准MBean适用于描述那些数据稳定且可被事先准确定义的资源。标准MBean就是一个普通Java Bean，MBean服务器通过Java的内省(Introspection)机制来获知标准MBean的属性、事件和方法，只是这里内省所遵循的命名规定是JMX特有的命名约定。

在各类MBean中，标准MBean的实现最为快捷方便。但在某些情况下，标准MBean并不能满足需要，比如一个资源对于不同用户有着不同的访问接口，或在不同运行状态有着不同的访问接口，这时管理接口将无法预先定义，这时就需通过动态MBean来解决问题。

2. 动态(Dynamic)MBean

动态MBean适用于描述那些要在运行时才可确切知道的数据结构的资源。与标准 MBean不同的是，动态MBean所暴露的管理接口不必事先确定，而是可根据运行时的情况，判断生成最终的管理接口。比如用以描述配置的MBean，可能需要通过对配置文件的分析来最终获得属性的名称和类型。

动态MBean的标志是实现了javax.manangement.DynamicBean接口。接口中的方法getMBeanInfo()所返回的就是要对外发布的管理接口。与标准MBean不一样的是，MBean服务器不是通过内省，而是通过getMBeanInfo()方法的返回值来获取动态Bean的管理接口。

动态MBean和MBean服务器所支持的接口非常一致，这是因为MBean服务器要对标准MBean的管理接口进行内省的实现，而这也是动态MBean自身要实现的逻辑。这样，管理应用在通过MBean服务器访问两类MBean时感觉不到任何差别，因为两者的差别在MBean服务器内部被屏蔽掉了。

Model MBean和Open MBean都是动态MBean的延伸。

(1)   Model MBean预先实现了某些行为，并允许在运行过程中间进一步定制这些行为。Model MBean的标志是实现Model MBean接口，并在ModelBeanInfo对象中提供元数据的资源配置。Model MBean提供了将资源适配到MBean接口的能力。

(2)   Open MBean是一类特殊的动态Mbean，它的特征是只针对特定对象，比如原始的数据类型(如int和float)和复合的数据类型。

_3. MBean与Java Bean比较

Java Bean是最早的Java规范，它实际上是一套命名规范和设计模式。MBean沿用了Java Bean的一些命名规范并继承了Java Bean的许多特性。比如，通过内省机制得到MBean的属性和方法；通过辅助类MBeaninfo提供了更精确的关于MBean的信息；为特定需求动态MBean所提供的对MBeaninfo的实现类似于Java Bean的Customer接口的实现；通用工具如JConsole对访问MBean的支持类似于IDE(集成开发环境)对访问Java Bean的支持。

15.2.3  MBean服务器

MBean服务器位于JMX的3层架构中的代理层，它是代理层的核心，负责完成代理层的主要功能。MBean服务器管理着MBean的生命周期，即注册和注销，并向MBean提供各类服务，包括动态加载(Advanced Dynamic Loading)服务、监视(Monitor)服务、定时器(Timer)服务和关联(Relation)服务。

MBean服务器和它所代理的MBean所驻留的Java虚拟机被称作代理端(Agent Side)，而管理应用所驻留的Java虚拟机被称作管理端(Manage Side)。管理端对代理端的访问多为远程访问，而MBean服务器对其代理的MBean的访问都是本地访问。

1. Object Name

Object Name是MBean的唯一标识，它在MBean向MBean服务器中注册时指定。管理应用可以通过这个标识来寻址MBean。Object Name体现了MBean服务器关于MBean的命名机制，这一机制是管理应用和MBean之间实现松耦合的关键。Object Name的语法如下：

[domainName]:property=value[,property=value]*

可以看到，Object Name由两部分组成：域名和一组关键属性，具体说明如下。

(1)   域名(Domain Name)

关于域名的命名和Java包的约定一致，即“反向的DNS名 + 组织自定义的字串”。比如由Sun公司开发的MBean，其DNS名是sun.com，则其域名格式是com.sun.MyDomain。

(2)   关键属性(Key Properties)

关键属性是一些Key-value对，通过它们可以为MBean在指定的域中添加包括名字、类型和说明等属性，但这些属性可以不是MBean的实际属性。

【例15.1】几个Object Name的实例：

MyDomain:description=Printer,type=laser

MyDomain:description=Disk,capacity=2

DefaultDomain:description=Disk,capacity=1

DefaultDomain:description=Printer,type=ink

2. 管理接口

MBean被MBean服务器注册并启用后，MBean服务器将解析MBean所获得的管理接口并将其暴露给外部的管理应用。管理应用必须通过MBean服务器提供的管理接口来访问MBean，而不能直接访问MBean。MBean服务器提供的管理接口具体包含以下几部分：

l   管理注册的MBean。包括属性读写和方法调用。

l   接受MBean发出的通知。

l   实例化并注册MBean。这些MBean可以是来自驻留在代理端的类(Class)，也可以是从网络或本地装载来的新类。

【例15.2】注册Mbean：

MBeanServer mbs = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();

CacheControl MBean = new CacheControl();

//注册时，必须给MBean指定一个唯一的object name

ObjectName name = new ObjectName("com.example:type=CacheControl");

mbs.registerMBean(MBean, name);

// 也可以使用下句:

//mbs.createMBean(CacheControl.class.getName(), name);

3. 描述MBean服务器的Delegate MBean

在JMX规范中，MBean服务器默认定义了一个叫做JMImplementation的域，并在这个域中默认地注册了一个叫MBeanServerDelegate的MBean。这个MBean所标识和描述的就是MBean服务器。MBean服务器发出的事件通知就是由这个对象播发出去的。

MBeanServerDelegate所定义的属性都是只读的。它的对象名是JMImplementation:type= MBeanServerDelegate。用JConsole连接到任一个MBean服务器，都可以看到这个对象，如图15-5所示。

图15-5  描述MBean服务器的Delegate MBean

15.2.4  JMX消息模型

Notification(消息)被用来特指JMX应用中的事件。JMX消息模型所描述的是MBean之间交换信息的机制。JMX消息模型包括消息播发器、JMX消息、侦听器(Listener)和过滤器等对象。JMX消息经过过滤器的筛选，由消息播发器发送给消息侦听器。JMX消息模型如图15-6所示。

图15-6  JMX消息模型

消息播发器和侦听器可以是任意对象，只要它们实现了相应的接口，MBean和MBean服务器都可以充当消息播发器或侦听器的角色。侦听器需支持NotificationListener接口，这个接口定义了事件被触发时侦听器所要完成的操作。消息播发器则要求维护一个所要通知的消息侦听器的列表，它通常实现了接口NotificationBroadcaster或NotificationEmitter。过滤器须实现NotificationFilter 接口，并通过实现接口中的方法isNotificationEnabled(Notification notification)来决定过滤哪些消息。

JMX消息是Notification类或其子类的实例，它封装了播发器所要通知侦听器的内容和相关信息，参见表15-1。

表15-1  JMX消息的构成

                                                                                                                                                                        续表

JMX通知机制与Java Bean的事件机制主要的不同在于：JMX通知在播发器和侦听器之间的传递是统一的。这样播发器和侦听器无需预先约定事件类型，而对不同通知的差别可以通过Notification类的Type和通用的UserData来表述。

15.2.5  代理服务(Agent Service)

MBean服务器提供给注册MBean的服务被称作JMX代理服务，它们本身也被封装成MBean的形式。代理服务位于JMX架构中的代理层。代理服务主要包括四类：动态加载(Advanced Dynamic Loading)服务、监视(Monitor)服务、定时器(Timer)服务和关联(Relation)服务。分别说明如下。

(1)   动态加载服务——通过获取包含MBean相关信息的XML文件MLet(Management Applet)，实例化并注册MBean。

(2)   监视服务——监视MBean的属性变化，当属性值的变化超出预定义的范围时，相应地发出通知。根据所监视的属性，JMX定义了三类监视器。

l   计数器监视器(Counter Monitor)：监视整型(Integer)类型的属性值，当数值变更幅度超出预设时触发事件。

l   度量监视器(Gauge Monitor)：监视整型(Integer)或浮点类型(Floating)的属性值，当数值超出预设的上限或下限时触发事件。

l   字符串监视器(String Monitor)：监视字符串(String)类型的属性值，当字符串变更时触发事件。

(3)   定时器服务——在指定时间触发事件或周期性地重复触发事件。

(4)   关联服务——定义MBean之间的关联并且维护关联的一致性。这方面的实现由包javax.management.relation提供。

15.2.6  连接器(Connector)

连接器位于JMX的3层架构中的分布式服务层。连接器负责建立MBean服务器和管理应用之间的通信。连接器由一个驻留在代理层的连接服务器(Connector Server)和管理应用的连接客户端(Connector Client)构成。连接器屏蔽了协议的差别和协议连接的复杂性，使得管理应用和MBean服务器之间的通信过程以协议无关的方式进行。在Java SE中，RMI连接器被指定为默认的连接器。

分布式服务层中另一个用来帮助建立管理应用和MBean服务器连接的组件是协议适配器(Protocol Adaptor)。协议适配器支持建立在某个协议之上的对MBean的访问。比如通过HTML适配器可以在Web浏览器中显示一个MBean。Java SE默认并未包含任何适配器。

【例15.3】构建到GlassFish应用服务器的JMX连接：

//构建JMX Agent URL

JMXServiceURL url = new JMXServiceURL(

"service:jmx:rmi:///jndi/rmi://localhost:8686/jmxrmi");

Map env = new Hashtable();

//访问GlassFish应用服务器的用户名和口令

String[] creds = {"admin", "adminadmin"};

env.put(JMXConnector.CREDENTIALS, creds);

//创建JMXConnector

JMXConnector connector = JMXConnectorFactory.connect(url, env);

//得到MBeanServerConnection       

MBeanServerConnection mbsc = connector.getMBeanServerConnection();

例中通过JMXServiceURL来指定建立连接所需的信息，工厂类JMXConnectorFactory通过JMXServiceURL提供的信息创建了连接器connector，通过这个连接其可以进一步访问驻留在MBean服务器中的MBean。

JMXServiceURL提供了关键的连接信息，它的格式如下：

service:jmx:protocol:sap

其中protocol为传输协议，本例中为rmi。sap是查找到连接器服务器的地址位置，本例中为///jndi/rmi://localhost:8686/jmxrmi。