CN110262955A - 基于pinpoint的应用性能监控工具 - Google Patents

Abstract

本发明系统性能监控领域，公开了一种基于pinpoint的应用性能监控工具，以便对性能数据进行智能分析，自动定位性能瓶颈。本发明在第三方开源工具pinpoint的基础上进行了二次开发，通过对Java应用程序以字节码注入探针的方式，通过收集器程序接收探针程序上报的数据，解析并保存事务、应用拓朴、JVM等类型的数据，最后通过性能瓶颈分析模块生成相应的性能监控报告，以便研发人员，测试人员和运维人员及时了解和解决系统性能问题和瓶颈。本发明适用于应用性能监控。

Description

基于pinpoint的应用性能监控工具

技术领域

本发明涉及系统性能监控领域，特别涉及基于pinpoint(指针)的应用性能监控工具。

背景技术

最早的应用性能监控工具主要是网络为中心，对基础设备的性能数据进行收集与加工，并提供给企业客户，相当于提供一种事后数据的简单处理与告警监控功能。随着应用性能监控工具市场的发展，近年来的应用性能监控工具在性能监控的基础上有了进化，更加关注于运维数据分析，比如客户端到端的体验情况怎么样？性能瓶颈在哪里？而且当前的应用性能监控工具以数据分析为中间实现了更好的可视化，更快更精准预警，更强的问题关联定位等特性。

通过对市面上已有商业和开源应用性能监控工具产品的了解，我们发现这些应用性能监控工具产品存在如下痛点：

(1)开源的应用性能监控工具产品免费，但其研发的主要目标在诸如探针程序优化、对开源架构支持等应用性能监控工具底层基础技术层面上，鲜有对企业级应用的相关业务功能，如：用户管理、权限控制、多维度报表展示等；

(2)商业的应用性能监控工具产品则更多地关注了企业级应用所需的业务功能，当然也关注应用性能监控工具底层基础技术的升级，只是并不对外公开；

(3)不管是开源还是商业的应用性能监控工具产品，都存在2个共同的不足之处，即：仅展现探测到的性能数据，而没有对性能数据进行智能分析，自动定位性能瓶颈，其次是无法对私有代码和私有框架进行性能探测与监控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种基于pinpoint的应用性能监控工具，以便对性能数据进行智能分析，自动定位性能瓶颈。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：基于pinpoint的应用性能监控工具，包括探针程序、收集器程序、监视程序、用户模块、性能告警模块以及性能瓶颈分析模块；

所述探针程序以字节码方式注入到Java应用程序，负责对Java应用程序进行探测，并将探测到的数据上报给收集器程序；

收集器程序负责接收并解析探针程序上报的数据，将解析到的事务、应用拓扑和JVM数据保存；

监视程序负责从监视收集器程序获取Java应用程序的接口性能数据，显示应用拓扑，同时实时监控Java应用程序的接口性能，并确定Java应用程序的接口性能瓶颈点；

用户模块负责注册用户和用户组，维护用户组；

性能告警模块负责编辑告警规则，当被监控的Java应用程序的接口性能满足告警规则时，发送告警信息；

性能瓶颈分析模块负责根据Java应用程序的接口性能瓶颈点、告警记录以及监控到的Java应用程序的接口性能数据，进行数据分析和清洗，生成性能监控报告。

进一步的，探针程序上报给收集器程序的数据可包括Java框架行为、HTTP客户端行为、消息队列操作、数据库操作、DAO层操作、数据库连接池操作以及序列化操作数据。

进一步的，监视程序确定Java应用程序的接口性能瓶颈点的步骤可包括：

1)监视程序从收集器程序中获取被监控Java应用程序的接口性能数据，包括接口名称、平均响应时间、不稳定性、总请求次数、总请求时长、最小响应时间时间以及最大响应时间；

2)在获取被监控应用系统接口的性能概览数据后，监视程序根据监控时间区域对有问题的数据进行单接口RT分析、单接口CSM分析和单CSM性能分析，从而确定造成被监控系统性能瓶颈的具体调用栈方法；

单接口RT分析时，对性能问题接口的响应时间、系统资源占用和JVM资源占用进行分析，找出异常时间区域后，监视程序转到单接口CSM分析；

单接口CSM分析时，对异常时间区域内的调用栈方法进行分析，分析内容包括平均执行时长、平均执行市场占比、总执行时长、总执行时长占比、总执行次数、方法/接口执行次数比例、不稳定度以及最大执行时长，监视程序找到存在异常的调用栈方法，进入单CSM性能分析；

单CSM性能分析时，对节点信息、关联接口数量、平均执行时长、总执行时长、总时长占比、总执行次数、总次数占比、不稳定度以及最大执行时长进行分析，监视程序将存在异常的用栈方法和其他接口调用中相同调用栈方法进行对比分析，即可确定造成被监控Java应用程序的接口性能瓶颈的具体调用栈方法。

进一步的，性能告警模块可通过邮件方式发送告警信息。

进一步的，性能瓶颈分析模块生成性能监控报告可包括：

分析和展示接口性能概览数据，分析和展示单接口响应时间，分析和展示单接口调用栈方法性能瓶颈，分析和展示调用栈方法性能概览数据，分析和展示单个调用栈方法性能数据。

本发明的有益效果是：

1、加速系统开发及交付进程：将本发明应用性能监控工具应用于研发和测试阶段，能够提早发现代码中存在的性能问题，并及早解决，缩短代码的迭代时间，提升代码开发效率与质量，实现快速构建与持续交付。

2、提高产品质量与研发效率：在复杂系统中追踪服务及代码层级性能瓶颈，能够帮助测试、开发等部门提升研发效率，将重点聚焦在核心工作中。

附图说明

图1为实施例提供的一种基于pinpoint的应用性能监控工具的系统架构图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于pinpoint的应用性能监控工具，在第三方开源工具pinpoint的基础上进行了二次开发，通过对Java应用程序以字节码注入探针的方式，通过收集器程序接收探针程序上报的数据，解析并保存事务、应用拓朴、JVM等类型的数据后，最后通过性能瓶颈分析模块生成相应的性能监控报告，以便研发人员，测试人员和运维人员及时了解和解决系统性能问题和瓶颈。

具体的来说，本发明包括探针程序、收集器程序、监视程序、用户模块、性能告警模块以及性能瓶颈分析模块，下面分别对各个程序模块的功能进行详细说明。

探针程序以字节码方式注入到Java应用程序，负责对Java应用程序进行探测，并将探测到的数据上报给收集器程序，其中，探针程序上报给收集器程序的数据可包括Java框架行为、HTTP客户端行为、消息队列操作、数据库操作、DAO层操作、数据库连接池操作以及序列化操作数据。

收集器程序负责接收并解析探针程序上报的数据，将解析到的事务、应用拓扑和JVM数据保存。

监视程序负责从监视收集器程序获取Java应用程序的接口性能数据，显示应用拓扑，同时实时监控Java应用程序的接口性能，并确定Java应用程序的接口性能瓶颈点。

监视程序确定Java应用程序的接口性能瓶颈点的步骤可包括：

1)监视程序从收集器程序中获取被监控Java应用程序的接口性能数据，包括接口名称、平均响应时间、不稳定性、总请求次数、总请求时长、最小响应时间时间以及最大响应时间；

2)在获取被监控应用系统接口的性能概览数据后，监视程序根据监控时间区域对有问题的数据进行单接口RT分析、单接口CSM分析和单CSM性能分析，从而确定造成被监控系统性能瓶颈的具体调用栈方法；

单接口RT分析时，对性能问题接口的响应时间、系统资源占用和JVM资源占用进行分析，找出异常时间区域后，监视程序转到单接口CSM分析；

单接口CSM分析时，对异常时间区域内的调用栈方法进行分析，分析内容包括平均执行时长、平均执行市场占比、总执行时长、总执行时长占比、总执行次数、方法/接口执行次数比例、不稳定度以及最大执行时长，监视程序找到存在异常的调用栈方法，进入单CSM性能分析；

单CSM性能分析时，对节点信息、关联接口数量、平均执行时长、总执行时长、总时长占比、总执行次数、总次数占比、不稳定度以及最大执行时长进行分析，监视程序将存在异常的用栈方法和其他接口调用中相同调用栈方法进行对比分析，即可确定造成被监控Java应用程序的接口性能瓶颈的具体调用栈方法。

用户模块负责注册用户和用户组，维护用户组。

性能告警模块负责编辑告警规则，当被监控的Java应用程序的接口性能满足告警规则时，通过邮件方式等发送告警信息。

性能瓶颈分析模块负责根据Java应用程序的接口性能瓶颈点、告警记录以及监控到的Java应用程序的接口性能数据，进行数据分析和清洗，生成性能监控报告，包括：分析和展示接口性能概览数据，分析和展示单接口响应时间，分析和展示单接口调用栈方法性能瓶颈，分析和展示调用栈方法性能概览数据，分析和展示单个调用栈方法性能数据。

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。

实施例

如图1所示，根据本发明的一个实施例，本实施例公开了一种基于pinpoint的应用性能监控工具，具体的该系统实现方法包括以下步骤：

步骤一、应用性能监控工具接入需要受分析的Java应用程序，以字节码的方式给Java应用程序注入探针；

步骤二、探针开始对应用服务器信息，Java框架行为、HTTP客户端行为、消息队列操作、数据库操作、DAO层操作、数据库连接池操作、序列化操作等数据进行探测，并向收集器程序上报探测数据；

步骤三、收集器程序接收探针程序上报的数据后，解析并保存事务、应用拓朴、JVM等类型的数据；

步骤四、监视程序负责从监视收集器程序获取Java应用程序的接口性能数据，监视程序会显示Java应用程序拓扑图，并且实时监控应用性能数据，回看应用性能数据，显示调用时间线，显示JVM统计数据，显示系统资源占用率，以便确定Java应用程序的接口性能瓶颈点。

通过探针程序对被测Java应用程序中的性能数据进行探查并上传到收集器程序，这些数据都是杂乱无章的，并保存在hbase数据库中，监视程序会对hbase数据库中的数据进行分析，包括单接口RT分析，单接口CSM分析，单CSM性能分析等，以确定被测Java运用程序中的性能瓶颈点。确定被测Java运用程序中的接口性能瓶颈点的具体实现步骤如下：

1)监视程序从收集器程序中获取被监控Java应用程序所有接口的性能概览数据，包括接口名称，平均响应时间(ms)，不稳定性(％)，总请求次数，总请求时长(s)，最小响应时间时间(ms)，最大响应时间(ms)等；

2)在获取被监控Java应用程序所有接口的性能概览数据后，监视程序会根据监控时间区域对有问题的数据进行单接口RT分析，单接口CSM分析，单CSM性能分析等，；

单接口RT分析主要对性能问题接口的响应时间、系统资源占用(CPU，内存)和JVM资源占用进行分析，找出异常时间区域后，监视程序转到单接口CSM分析，从而确定造成被监控系统性能瓶颈的具体调用栈方法；

单接口CSM分析主要对异常时间区域内的调用栈方法进行分析，分析内容包括平均执行时长(ms),平均执行市场占比(％)，总执行时长(s)，总执行时长占比(％)，总执行次数，方法/接口执行次数比例，不稳定度(％)，最大执行时长(ms)等，监视程序找到存在异常的调用栈方法；

为了确保单接口CSM分析结果的正确性，监视程序会对调用栈方法进行单独的分析，和其他接口调用中相同调用栈方法进行对比分析，进入单CSM性能分析；

单CSM性能分析，包括节点信息，关联接口数量，平均执行时长(ms)，总执行时长(s)，总时长占比(％)，总执行次数，总次数占比(％)，不稳定度(％)，最大执行时长(ms)等，监视程序将存在异常的用栈方法和其他接口调用中相同调用栈方法进行对比分析后，即可确定造成被监控Java应用程序的接口性能瓶颈的具体调用栈方法。

步骤五、用户可以根据业务需求编辑告警规则、当被监控的应用系统性能满足告警规则时，可以通过邮件方式发送告警信息，具体告警规则及实现方法如下：

1)首先对监视程序中的“AlarmWriter”和“batch.enable”等参数进行配置，主要是开启告警功能以及被监控系统监控分支等；

修改AlarmWriter使用自定义报警类：

@Autowired(required＝false)

private AlarmMessageSender alarmMessageSender＝newAlarmMessageSenderImple()；

修改batch.enable配置：

#batch enable config

batch.enable＝true

#batch server ip to execute batch

batch.server.ip＝127.0.0.1

2)监视会对被监控的Java应用程序各基础模块访问量进行记录，通过单位监控时间内基础模块出现的访问量和默认阈值进行比较，超出默认阈值会通过邮件进行告警；

3)监视程序会对被监控的Java应用程序中各接口的事务访问成功率进行记录，通过单位监控时间内出现接口访问失败率和默认阈值进行比较，超出默认阈值会通过邮件进行告警；

4)监视程序会对被监控的Java应用程序中各接口的响应时间(ResponseSummary)进行记录，通过单位监控时间内出现的接口响应时间和默认阈值进行比较，超出默认阈值会通过邮件进行告警；

5)监视程序会对被监控的Java应用程序中的加载时间(Load)进行记录，通过单位监控时间内出现的加载时间和默认阈值进行比较，超出默认阈值会通过邮件进行告警。

6)监视程序会对被监控的Java应用程序中的CPU和内存使用率进行记录，通过单位监控时间内出现的CPU和内存使用率和默认阈值进行比较，超出默认阈值会通过邮件进行告警。

步骤六、性能瓶颈分析模块根据Java应用程序的性能瓶颈点、告警记录以及监控到的Java应用程序的相关的接口性能数据(包括响应时间，加载时间，访问量，访问失败数据，硬件占用率)等进行数据分析和清洗，以图表的形势展现以下内容：

分析和展示接口性能概览数据，

分析和展示单接口响应时间，

分析和展示单接口调用栈方法性能瓶颈，

分析和展示调用栈方法性能概览数据，

分析和展示单个调用栈方法性能数据，

分析和展示性能告警数据，

分析和展示硬件资源占用情况，

分析和展示系统加载时间。

Claims (5)

1.基于pinpoint的应用性能监控工具，其特征在于，包括探针程序、收集器程序、监视程序、用户模块、性能告警模块以及性能瓶颈分析模块；

所述探针程序以字节码方式注入到Java应用程序，负责对Java应用程序进行探测，并将探测到的数据上报给收集器程序；

收集器程序负责接收并解析探针程序上报的数据，将解析到的事务、应用拓扑和JVM数据保存；

监视程序负责从监视收集器程序获取Java应用程序的接口性能数据，显示应用拓扑，同时实时监控Java应用程序的接口性能，并确定Java应用程序的接口性能瓶颈点；

用户模块负责注册用户和用户组，维护用户组；

性能告警模块负责编辑告警规则，当被监控的Java应用程序的接口性能满足告警规则时，发送告警信息；

性能瓶颈分析模块负责根据Java应用程序的接口性能瓶颈点、告警记录以及监控到的Java应用程序的接口性能数据，进行数据分析和清洗，生成性能监控报告。

2.如权利要求1所述的基于pinpoint的应用性能监控工具，其特征在于，探针程序上报给收集器程序的数据包括Java框架行为、HTTP客户端行为、消息队列操作、数据库操作、DAO层操作、数据库连接池操作以及序列化操作数据。

3.如权利要求1所述的基于pinpoint的应用性能监控工具，其特征在于，监视程序确定Java应用程序的接口性能瓶颈点的步骤包括：

1)监视程序从收集器程序中获取被监控Java应用程序的接口性能数据，包括接口名称、平均响应时间、不稳定性、总请求次数、总请求时长、最小响应时间时间以及最大响应时间；

2)在获取被监控应用系统接口的性能概览数据后，监视程序根据监控时间区域对有问题的数据进行单接口RT分析、单接口CSM分析和单CSM性能分析，从而确定造成被监控系统性能瓶颈的具体调用栈方法；

单接口RT分析时，对性能问题接口的响应时间、系统资源占用和JVM资源占用进行分析，找出异常时间区域后，监视程序转到单接口CSM分析；

单接口CSM分析时，对异常时间区域内的调用栈方法进行分析，分析内容包括平均执行时长、平均执行市场占比、总执行时长、总执行时长占比、总执行次数、方法/接口执行次数比例、不稳定度以及最大执行时长，监视程序找到存在异常的调用栈方法，进入单CSM性能分析；

单CSM性能分析时，对节点信息、关联接口数量、平均执行时长、总执行时长、总时长占比、总执行次数、总次数占比、不稳定度以及最大执行时长进行分析，监视程序将存在异常的用栈方法和其他接口调用中相同调用栈方法进行对比分析，即可确定造成被监控Java应用程序的接口性能瓶颈的具体调用栈方法。

4.如权利要求1所述的基于pinpoint的应用性能监控工具，其特征在于，性能告警模块通过邮件方式发送告警信息。

5.如权利要求1所述的基于pinpoint的应用性能监控工具，其特征在于，性能瓶颈分析模块生成性能监控报告包括：

分析和展示接口性能概览数据，分析和展示单接口响应时间，分析和展示单接口调用栈方法性能瓶颈，分析和展示调用栈方法性能概览数据，分析和展示单个调用栈方法性能数据。