如何进行CaptureFramework框架分析

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一、背景

应用服务监控是智能运维系统的重要组成部分。在UAV系统中,中间件增强框架(MOF)探针提供了应用画像及性能数据收集等功能,其中数据收集功能主要采集四类数据:实时数据、画像数据、调用链接数据生成以及线程数据分析数据。为实现实时数据采集,UAVStack设计了CaptureFramework框架,提供统一的数据抓取行为和生成抓取结果能力。

二、CaptureFramework运行原理

如何进行CaptureFramework框架分析

2.1 关键技术说明

  • JavaAssist

  • Monitor捕获体系

  • precap/docap

2.2 架构说明

  • 捕获点:支持Tomcat、MSCP、Springboot、Jetty埋点。

  • UAVServer单例:作为统一的捕获入口点,提供了同步和异步方法。

  • StandardMonitor:实现了Monitor接口,是实时数据抓取实现类,提供了doCapture方法,负责抓取行为和生成抓取结果。

  • MonitorElemCapHandler:不同的抓取逻辑和抓取点的共同接口实现不同的埋点逻辑,提供了抓取行为的方法preCap与doCap以及生成抓取结果的方法preStore。

  • StandardMonitorRepository:存储实时数据抓取数据结构。

  • DataObserver:暴露了JMX/HTTP接口数据。

2.3 关键类说明

  • Monitor实时监控主要是从DefaultMonitorSupporter类启动初始化StandardMonitor对象,通过CaptureFramework将monitor对象安装到DataStore对象中。

  • DataObserver提供JMX/HTTP服务,供后续MA抓取使用,其中Http服务注册了三个handler,分别为HttpJEEJVMObserver、HttpJEEMonitorObserver、 HttpJEEProfileObserver。不同的handler暴露了不同的接口。

  • MonitorHandler包下的Handler类具体处理Monitor的指标数据计算和统计。

2.4 捕获点剖析

CaptureFrameWork框架提供了统一的捕获入口点,在UAVServer中分别提供了同步方法与异步方法:

  • 同步捕获入口点:runMonitorCaptureOnServerCapPoint

  • 异步捕获入口点:runMonitorAsyncCaptureOnServerCapPoint

2.4.1 同步与异步调用的差异分析

异步比同步多增加了一个参数CaptureContextMapFromAnotherThread,该参数若不为空,则需要合并上下文的信息。一般情况下在使用异步方法埋点时,在方法执行前调用异步捕获方法传入的CaptureContextMapFromAnotherThread为空,并返回封装好的上下文信息,在方法执行结束后调用异步捕获方法传入上下文信息,并进行上下文信息合并,再进行具体的捕获操作,具体可参考以下代码片段:

  • 方法执行前的异步调用

如何进行CaptureFramework框架分析

  • 方法执行后的异步调用如下,其中ccMap为异步调用返回的封装好的上下文信息

如何进行CaptureFramework框架分析

2.5 抓取行为剖析

  • Monitor接口:提供了多个接口,其中最主要的是doCapture与doPreStore方法,doCapture用来实现在特定的捕获点执行抓取数据行为,doPreStore方法用来实现在存储到数据结构之前的一些捕获动作,做一些特殊数据的处理。

  • StandardMonitor类: Monitor接口的具体实现类。

  • StandardMonitorRepository类:存储实时数据抓取数据结构。

  • MonitorElementInstance接口:存储实时数据抓取数据结构的实例接口。

  • StandardMonitorElementInstance类:MonitorElementInstance接口的具体实现类。

无论是同步捕获入口点还是异步捕获入口点都会执行doCapture方法,代码片段如下:

如何进行CaptureFramework框架分析

monitor.doCapture是调用了监控接口中的doCapture,其实现类是StandardMonitor。

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