Сбор системных метрик на Java

Начнём с простого. Нативные возможности — это заложенные в собственный функционал, не привнесенный извне.

Класс Runtime имеет статический метод получения имплементации getRuntime(). В нём интерес представляют такие методы как:

1. totalMemory();
2. freeMemory();
3. maxMemory();
4. availableprocessors().

Вывод команд представлен на скриншоте:

Метод exec() позволяет вызвать любую системную утилиту, получить результат в виде байтового потока и анализировать его любыми способами. Как пользоваться, показано ниже на примере простого вызова команды dir.

Помимо Runtime, существует ещё одна возможность — получить параметры процессора, оперативной памяти и т.д. Речь идёт о довольно слабо освещаемом, на мой взгляд, классе OperatingSystemMXBean из пакета com.sun.management.OperatingSystemMXBean. Он интересен тем, что скрыт от прямого использования, и получить его можно через фабрику ManagementFactory. Однако статический метод получения getOperatingSystemMXBean() предоставит лишь базовую реализацию интерфейса OperatingSystemMXBean из стандартного пакета java.lang.management, где практически нет никаких методов. Необходимо сделать cast в класс из пакета sun. Вариации различных методов ниже:

Здесь можно измерить загрузку процессора, получить размер файла подкачки, узнать, сколько свободного места на диске, размер свободной физической памяти, насколько загружен процессор текущим Java-процессом и т.д. Подробности можно посмотреть в документации класса OperatingSystemMXBean.

Ниже пример вывода нескольких команд:

Момент: команда по выводу системной загрузки процессора вернула отрицательное число. Это нормальное поведение, так как JVM не смогла определить подобный параметр (Windows 11 Pro for Workstations). В таких случаях в документации явно указано, что библиотека возвращает отрицательный результат.

Определение оставшегося свободного места на каком-либо диске или точке монтирования в случае Unix-систем можно определить через класс FileSystem из пакета java.nio.file. Этот стандартный класс из пакета ввода-вывода, вошедший в Java ещё в 8-й версии, позволяет из Path-класса получить доступ к дисковому пространству, на который указывает этот path. Ниже в примере показано, как получить доступ к диску и достать необходимую инфомацию о количестве свободного и занятого пространства. Всё довольно очевидно. Сделать Stream из Iterable, как в строке 22, можно с помощью Guava, если Gradle:

То есть видно, что язык Java не обделен функционалом по определению системных параметров.

Сторонние библиотеки

Помимо нативного способа определения метрик, существуют библиотеки и проекты, позволяющие делать те же замеры. Как пример возьмём интересный открытый проект OSHI. На момент написания материала у проекта есть 3,2 тыс. звёзд и 721 fork. Неплохая статистика.

Рассмотрим сбор тех же метрик, но с помощью сторонних библиотек. Устанавливаем в зависимостях библиотеку...

... и начинаем. Базовым классом всех рассмотренных примеров является SystemInfo.class, из которого можно получать конкретные информационные классы.

• OSHI-сбор процессорной загруженности

Для сбора информации по процессору/процессорам необходимо получить экземпляр класса CentralProcessor.class. Принцип сбора информации на следующем скриншоте:

Получаем экземпляр центрального процессора, через заданный период с него собираются метрики временных затрат. На слайде — сбор данных о системной загрузке, однако можно собирать и по процессам. Вывод в дробных числах от 0 до 1 (0 — 100%). Более подробно можно посмотреть тут. Обнуление отрицательных чисел на случай, если операционная система не позволяет собирать метрики и результат — отрицательное число.

• OSHI-сбор загруженности оперативной памяти

Для сбора информации по оперативной памяти необходимо получить экземпляр класса GlobalMemory.class. Принцип сбора информации по «оперативке» представлен ниже:

Вывод производится в байтах. Всё очевидно, и комментировать особо нечего. Более подробно тут.

• OSHI-сбор загруженности дискового пространства

Для сбора информации по дисковому пространству необходимо получить экземпляр класса FileSystem.class. Принцип сбора информации по дискам на скриншоте:

Вывод, как всегда, в байтах. За подробностями API сюда. Тут сразу стоит заметить, что список List носит статический характер, а не динамический. Поэтому для корректного отображения информации нужно каждый раз обновлять этот список.

Помимо рассмотренного функционала, в проекте есть ещё много интересного по определению различных метрик как аппаратного, так и программного типа. По этой теме, пожалуй, всё.

Спасибо, всем удачи.