Java, jako dojrzały i powszechnie stosowany język programowania obiektowego, odgrywa kluczową rolę w tworzeniu różnorodnych aplikacji, od korporacyjnych systemów po aplikacje internetowe i mobilne. Jej niezawodność, zdolność do skalowania i niezależność od platformy sprawiają, że jest fundamentem dla krytycznych systemów w wielu sektorach, w tym finansach, lotnictwie, opiece zdrowotnej, handlu i logistyce.
Według danych Oracle, firmy będącej właścicielem Javy, w 2016 roku z Javy korzystało 15 miliardów urządzeń. Rok później liczba aktywnych wirtualnych maszyn Java (JVM) wzrosła do 38 miliardów, z czego 21 miliardów było połączonych z chmurą. Wirtualna maszyna Java (JVM) to środowisko, w którym uruchamiane są aplikacje napisane w Javie.
Te statystyki podkreślają fakt, że każdego dnia miliardy transakcji biznesowych o znaczeniu krytycznym są obsługiwane przez aplikacje Java. Dlatego też, monitorowanie wydajności tych aplikacji jest niezbędne, aby zapewnić ich sprawne i efektywne działanie. Ten proces określa się mianem monitorowania Java.
Monitorowanie Java to proces obserwacji, pomiaru i analizy zachowania oraz efektywności aplikacji Java. Wykorzystuje się do tego specjalistyczne oprogramowanie monitorujące, które śledzi kluczowe metryki JVM, dostarczając szczegółowych informacji o stanie, wydajności i zachowaniu aplikacji Java.
Kluczowe znaczenie monitorowania Java
Monitorowanie Javy jest niezwykle istotne, szczególnie w przypadku zaawansowanych aplikacji korporacyjnych, które przetwarzają ogromne ilości danych i obsługują transakcje o kluczowym znaczeniu dla biznesu. Od tych aplikacji wymaga się niezawodności i optymalnej pracy przez całą dobę.
Monitorowanie Javy umożliwia osiągnięcie optymalnej wydajności i efektywne wykorzystanie zasobów w aplikacjach Java. Dostarcza ono szczegółowych danych o działaniu aplikacji w różnych warunkach, co ułatwia identyfikację obszarów wymagających ulepszeń.
Informacje te są również pomocne przy podejmowaniu decyzji dotyczących alokacji zasobów, co zapewnia dostępność aplikacji i odpowiednie wykorzystanie dostępnych mocy obliczeniowych.
Monitorowanie języka Java umożliwia również proaktywne wykrywanie potencjalnych problemów. Narzędzia monitorujące Java nieustannie obserwują aplikację i generują alerty oraz raporty o wszelkich nieprawidłowościach. Dzięki temu zespoły programistyczne mogą reagować na problemy, zanim doprowadzą one do poważnych awarii.
Monitorowanie przyczynia się również do zwiększenia bezpieczeństwa aplikacji Java, pomagając w identyfikacji nietypowych zachowań i potencjalnych naruszeń bezpieczeństwa poprzez analizę dzienników systemowych i wzorców w oprogramowaniu.
Dodatkowo, monitorowanie poprawia doświadczenia użytkowników, minimalizując przestoje, skracając czas odpowiedzi i redukując liczbę błędów. W rezultacie, monitorowanie Java pomaga firmom i organizacjom obniżyć koszty operacyjne.
Metryki śledzone podczas monitorowania Java
Do najważniejszych metryk monitorowanych w procesie monitorowania Java należą:
Wykorzystanie pamięci
Pamięć jest niezbędna do prawidłowego działania kodu. W aplikacjach opartych na JVM, obszar pamięci zwany stertą (heap) jest wykorzystywany do tworzenia i przechowywania obiektów. Wraz z kolejnymi żądaniami użytkowników i wykonywaniem operacji, liczba obiektów rośnie, co prowadzi do wzrostu wykorzystania pamięci sterty.
Wykorzystanie pamięci sterty rośnie również w zależności od ilości przetwarzanych danych. Po zakończeniu przetwarzania, obiekty utworzone podczas tych operacji powinny być usunięte, aby zwolnić miejsce na nowe.
Brak takiej procedury skutkuje wyciekiem pamięci. Jeśli na stercie zabraknie miejsca na nowe obiekty, pojawi się błąd `OutOfMemory`, który może zatrzymać JVM i spowodować awarię aplikacji.
Monitorowanie wykorzystania pamięci, a w szczególności pamięci sterty, jest kluczowe w identyfikacji wycieków pamięci i błędów, takich jak `OutOfMemory`.
Odśmiecanie pamięci
Usuwanie obiektów z pamięci sterty, do których nie ma już odwołań, odbywa się poprzez mechanizm odśmiecania pamięci (garbage collection), uruchamianego przez JVM. Jest to operacja pochłaniająca dużo zasobów, która wstrzymuje działanie aplikacji do momentu jej zakończenia.
Zbyt częste lub długotrwałe cykle odśmiecania pamięci mogą negatywnie wpływać na wydajność aplikacji, zwłaszcza jej responsywność. Ma to także wpływ na ogólną wydajność JVM, dlatego ważne jest monitorowanie częstotliwości i czasu trwania tego procesu.
Wątki JVM
Aplikacje Java działają i obsługują żądania użytkowników za pomocą wątków. Tak jak system operacyjny wykonuje operacje za pomocą procesów, JVM robi to samo za pomocą wątków.
Zbyt duża liczba aktywnych wątków prowadzi do zwiększonego zapotrzebowania na zasoby, takie jak procesor i pamięć. W przypadku przeciążenia aplikacji zbyt dużą liczbą wątków, jej działanie oraz działanie serwera mogą ulec spowolnieniu.
Duża liczba aktywnych wątków może również wskazywać na nieprawidłowości w działaniu aplikacji. Z drugiej strony, zbyt mała liczba wątków może wydłużyć czas odpowiedzi aplikacji, dlatego tak ważne jest monitorowanie liczby aktywnych wątków, aby zapewnić optymalną wydajność.
W monitorowaniu tych kluczowych metryk aplikacji Java pomaga szereg narzędzi, które umożliwiają nie tylko śledzenie, ale także zapewnienie wysokiej wydajności aplikacji. Niektóre z nich, godne uwagi, to:
ManageEngine Applications Manager
ManageEngine Applications Manager to zaawansowane narzędzie do monitorowania Java, wykorzystywane przez duże firmy, takie jak Airbus, Graincorp i Costco.
Applications Manager oferuje szerokie możliwości monitorowania i rozwiązywania problemów z wydajnością aplikacji Java. Umożliwia uzyskanie szczegółowych informacji o serwerach aplikacji Java, monitorowanie stanu i wydajności maszyn JVM i rozszerzeń JMX, a także wspiera zarządzanie i raportowanie.
Monitorowanie JVM w Menedżerze Aplikacji ManageEngine dostarcza informacji w czasie rzeczywistym na temat wykorzystania pamięci sterty i niesterty, a także szczegółowych danych o wątkach. Dodatkowo monitoruje proces odśmiecania pamięci w Javie, pomagając zapewnić, że nie wpływa on na responsywność aplikacji.
Narzędzie umożliwia również optymalizację wydajności serwerów aplikacji opartych na Javie, poprzez śledzenie kluczowych wskaźników wydajności, takich jak współbieżność, metryki pamięci, metryki JDBC, JVM i JMS.
SolarWinds Server & Application Monitor
SolarWinds® Server & Application Monitor (SAM) to kompleksowe narzędzie dedykowane do monitorowania, usprawniania i optymalizacji wydajności serwerów aplikacji Java, co przekłada się na lepszą pracę aplikacji Java.
Serwer aplikacji Java, będący wirtualną maszyną Java, stanowi środowisko dla uruchamiania aplikacji korporacyjnych i użytkowników opartych na Javie. SAM pozwala na monitorowanie serwerów zarówno na poziomie sprzętowym, jak i programowym, wysyłając alerty o wykrytych problemach, umożliwiając ich szybkie rozwiązanie, zanim doprowadzą one do poważniejszych problemów.
Ponieważ organizacje często korzystają z serwerów aplikacji Java pochodzących od różnych dostawców, SAM ułatwia monitorowanie ich za pomocą jednego interfejsu. Narzędzie udostępnia konfigurowalne szablony i funkcje, dając użytkownikom pełną kontrolę nad monitorowanymi parametrami serwerów.
Używając SAM, użytkownicy mogą śledzić metryki serwera aplikacji Java, takie jak rozmiar i wykorzystanie pamięci sterty i niesterty, proces odśmiecania pamięci, bazy danych i wydajność aplikacji Java działających na serwerze. Poza monitorowaniem wydajności aplikacji Java Web, SAM pozwala również na śledzenie współbieżności.
New Relic Quickstart
New Relic Quickstart dla Javy to narzędzie do monitorowania Java, oferujące intuicyjny i estetyczny pulpit nawigacyjny, na którym prezentowane są kluczowe metryki aplikacji Java. Pulpit nawigacyjny pokazuje między innymi średnie wykorzystanie procesora, wykorzystaną stertę pamięci, czas procesora poświęcony na odśmiecanie pamięci oraz 5 najwolniejszych transakcji.
New Relic posiada agenta Java, który monitoruje bazy danych, serwery aplikacji i systemy kolejkowania wiadomości. Umożliwia on także obserwację na poziomie JVM, dostarczając wgląd w transakcje, sesje HTTP i dane puli wątków.
Agent Java śledzi przepływ żądań w systemach rozproszonych, ułatwiając identyfikację punktów awarii i proaktywne zapobieganie przestojom. Agent ten obsługuje również niestandardowe instrumentacje dla dodatkowych platform Java i bibliotek, które mogą być używane z aplikacjami.
Za pomocą pulpitu nawigacyjnego, użytkownicy otrzymują wizualny przegląd wydajności aplikacji Java. New Relic oferuje także cztery alerty, dotyczące: wysokiego wykorzystania procesora, błędów transakcji, średniego czasu trwania transakcji oraz średniego wykorzystania pamięci sterty. Alerty te pomagają w wykrywaniu i raportowaniu zmian w kluczowych metrykach wydajności aplikacji Java.
AppDynamics
Cisco AppDynamics to darmowy zestaw narzędzi do monitorowania Java. AppDynamics obsługuje wszystkie maszyny JVM i serwery aplikacji z Javą 1.5 i nowszą. Oferuje pełne wsparcie dla frameworków i protokołów, co zapewnia pełen wgląd w aplikacje Java.
AppDynamics dodaje kontekst do metryk JVM, pozwalając na monitorowanie wydajności transakcji biznesowych i powiązanego kodu w środowisku produkcyjnym. Narzędzie dostarcza konfigurowalne alerty, informujące o wystąpieniu problemów w aplikacji.
AppDynamics umożliwia śledzenie czasu reakcji, poziomu usług i przepustowości transakcji biznesowych. Obsługuje również możliwość szczegółowej analizy kodu transakcji w aplikacji Java.
W przypadku identyfikacji wolnych żądań lub transakcji, AppDynamics jednym kliknięciem wyświetla pełen stos wykonania kodu, ułatwiając określenie, gdzie został zużyty czas w JVM i kodzie, pomagając w usuwaniu wąskich gardeł w wydajności aplikacji Java.
Datadog
Datadog oferuje narzędzia do monitorowania języka Java, tworząc platformę, która zapewnia pełny wgląd w aplikacje Java, umożliwia monitorowanie krytycznych zdarzeń, rozwiązywanie problemów i optymalizację aplikacji Java aż do poziomu kodu, zwłaszcza w systemach rozproszonych.
Datadog oferuje kompleksowe monitorowanie Javy w czasie rzeczywistym, umożliwiając analizę każdego żądania i znalezienie sposobów na optymalizację wydajności aplikacji. Narzędzie pozwala na efektywne wdrażanie każdej wersji kodu Java, monitorowanie zależności i stanu usług Java.
Kolejną istotną funkcją Datadog jest rozwiązywanie problemów i optymalizacja aplikacji. Umożliwia monitorowanie usług Java do poziomu linii kodu, co pozwala zmniejszyć liczbę błędów, zoptymalizować wykorzystanie zasobów i ograniczyć opóźnienia w usługach Java.
Co najważniejsze, Datadog umożliwia tworzenie pulpitów nawigacyjnych łączących różne wskaźniki, co zapewnia łatwy dostęp do informacji o wydajności aplikacji.
Dynatrace
Dynatrace to potężne i bogate w funkcje narzędzie do monitorowania Java, używane przez takie firmy, jak Dell, SAP i Kroger, obsługujące wszystkie popularne platformy Java. Dynatrace umożliwia monitorowanie maszyn JVM, serwerów, aplikacji Java i zapytań do baz danych w czasie rzeczywistym, co przyczynia się do poprawy wydajności kodu Java.
Dynatrace dostarcza kluczowych informacji o wydajności Javy, takich jak metryki JVM, odśmiecanie pamięci, pamięć zarządzana przez Javę, zajęte i bezczynne wątki oraz rozmiar żądań i odpowiedzi sieciowych, co pomaga zrozumieć wydajność aplikacji.
Aby uniknąć przeładowanych pulpitów nawigacyjnych, Dynatrace zapewnia podgląd najważniejszych informacji o aplikacjach Java, dając jednocześnie możliwość szczegółowej analizy każdej metryki i transakcji.
Dynatrace automatycznie wykrywa i diagnozuje problemy, wskazując ich pierwotną przyczynę, zanim dotkną użytkowników końcowych. Ułatwia także znajdowanie i rozwiązywanie problemów z wydajnością i wąskich gardeł w aplikacji. Dynatrace jest narzędziem bogatym w funkcje, które warto wziąć pod uwagę.
Site24x7
Site24x7 oferuje narzędzia do monitorowania Java, które śledzą kluczowe metryki JVM na różnych platformach i pomagają w debugowaniu błędów w celu optymalizacji doświadczenia użytkownika. Umożliwiają monitorowanie wydajności aplikacji Java w czasie rzeczywistym, analizę wolnych zapytań SQL i rozproszonych śladów, a także oferują alerty o awariach aplikacji, oparte na sztucznej inteligencji.
Site24x7 pozwala na monitorowanie metryk JVM, takich jak wykorzystanie procesora, pamięci, proces odśmiecania pamięci i podsumowanie wątków. Dodatkowo, istnieje możliwość konfiguracji alertów dotyczących problemów z dowolnymi metrykami.
Ponadto, programiści mogą z łatwością śledzić wolno działające metody i funkcje w swoim kodzie, a także oceniać wywołania baz danych, aby zidentyfikować najbardziej obciążone tabele i najczęściej wykonywane transakcje wraz z ich czasami odpowiedzi.
Site24x7 oferuje unikalną funkcję, która umożliwia śledzenie wydajności konkretnych funkcji lub modułów w aplikacji oraz transakcji w tle, takich jak harmonogramy i konserwacja.
SolarWinds AppOptics
SolarWinds AppOptics to narzędzie do monitorowania Java, które ułatwia wykrywanie wąskich gardeł w aplikacjach i serwerach Java, a także dostarczanie aplikacji Java o wysokiej wydajności. AppOptics automatyzuje proces instrumentacji, aby uprościć proces monitorowania Java dla użytkowników.
SolarWinds AppOptics może również śledzić żądania aplikacji za pomocą śledzenia rozproszonego, co pomaga w znalezieniu błędów w przebiegu transakcji w aplikacji.
Narzędzie to pomaga także w odkryciu obszarów powodujących opóźnienia w działaniu. Dodatkowo, umożliwia profilowanie kodu na żywo, co pomaga w identyfikacji problemów w aplikacji Java aż do wiersza kodu, który powoduje problemy.
AppOptics może być zintegrowany z innymi narzędziami SolarWinds, takimi jak Pingdom i Loggly, aby stworzyć bardziej kompleksowe narzędzie, które umożliwia monitorowanie aplikacji w czasie rzeczywistym.
Podsumowanie
Monitorowanie Javy jest niezbędnym procesem dla każdej aplikacji Java. Aby zapewnić wysoką wydajność aplikacji Java, poprawić jej bezpieczeństwo, zmniejszyć liczbę błędów, skrócić czas odpowiedzi oraz zminimalizować przestoje, warto rozważyć wykorzystanie narzędzi do monitorowania Javy przedstawionych w tym artykule.
Nie tylko usprawni to działanie aplikacji, ale także przyniesie oszczędności firmie i zwiększy satysfakcję klientów i użytkowników.
Warto również zapoznać się z najlepszymi narzędziami do monitorowania JBoss.
newsblog.pl