CloudWatch-Lösung: JVM-Workload auf Amazon EC2

Mit dieser Lösung konfigurieren Sie die sofort einsatzbereite Metrikerfassung mithilfe von CloudWatch-Agenten für JVM-Anwendungen, die auf EC2-Instances ausgeführt werden. Darüber hinaus hilft sie Ihnen bei der Einrichtung eines vorkonfigurierten CloudWatch-Dashboards. Allgemeine Informationen zu allen CloudWatch-Observability-Lösungen finden Sie unter CloudWatch-Beobachtbarkeitslösungen.

Voraussetzungen

Diese Lösung ist für folgende Bedingungen relevant:

Vorteile

Die Lösung bietet JVM-Überwachung und wertvolle Erkenntnisse für die folgenden Anwendungsfälle:

Im Folgenden sind die Hauptvorteile der Lösung aufgeführt:

Die nachfolgende Abbildung ist ein Beispiel eines Dashboards dieser Lösung.

Kosten

Diese Lösung erstellt und nutzt Ressourcen in Ihrem Konto. Ihnen wird die Standardnutzung berechnet, einschließlich der folgenden Kosten:

Weitere Informationen zur Preisgestaltung von CloudWatch finden Sie unter Amazon CloudWatch – Preise.

Mithilfe des Preisrechners können Sie die ungefähren monatlichen Kosten für die Nutzung dieser Lösung abschätzen.

CloudWatch-Agentenkonfiguration für diese Lösung

Der CloudWatch-Agent ist eine Software, die ununterbrochen und autonom auf Ihren Servern und in containerisierten Umgebungen ausgeführt wird. Er sammelt Metriken, Protokolle und Ablaufverfolgungen von Ihrer Infrastruktur und Ihren Anwendungen und sendet sie an CloudWatch und X-Ray.

Weitere Informationen zum CloudWatch-Agenten finden Sie unter Erfassen von Metriken, Protokollen und Ablaufverfolgungen mit dem CloudWatch-Agenten.

Die Agentenkonfiguration in dieser Lösung erfasst die grundlegenden Metriken für diese Lösung. Der CloudWatch-Agent kann so konfiguriert werden, dass er standardmäßig mehr JVM-Metriken sammelt, als das Dashboard darstellt. Eine Liste aller JVM-Metriken, die Sie erfassen können, finden Sie unter Erfassen von JVM-Metriken. Allgemeine Hinweise zur CloudWatch-Agentenkonfigurationsdatei finden Sie unter Vom Amazon-CloudWatch-Agenten erfasste Metriken.

Offenlegen der JMX-Ports für die JVM-Anwendung

Der CloudWatch-Agent nutzt JMX, um die Metriken im Zusammenhang mit dem JVM-Prozess zu erfassen. Um das zu ermöglichen, müssen Sie den JMX-Port von Ihrer JVM-Anwendung aus verfügbar machen. Die Anweisungen zum Offenlegen des JMX-Ports hängen vom Workload-Typ ab, den Sie für Ihre JVM-Anwendung verwenden. In der Dokumentation Ihrer Anwendung finden Sie diese Anweisungen.

Um einen JMX-Port für die Überwachung und Verwaltung zu aktivieren, müssen Sie allgemein die folgenden Systemeigenschaften für Ihre JVM-Anwendung festlegen. Achten Sie auf die Angabe einer ungenutzten Portnummer. Im folgenden Beispiel wird für nicht authentifiziertes JMX konfiguriert. Wenn Ihre Sicherheitsrichtlinien/Anforderungen erfordern, dass Sie JMX mit Kennwortauthentifizierung oder SSL für den Remotezugriff aktivieren, sehen Sie in der JMX-Dokumentation nach, um die erforderliche Eigenschaft festzulegen.

-Dcom.sun.management.jmxremote
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=port-number
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false

Sehen Sie sich die Startskripts und Konfigurationsdateien Ihrer Anwendung an, um herauszufinden, wo Sie diese Argumente am besten ergänzen können. Wenn Sie eine .jar-Datei von der Befehlszeile aus ausführen, könnte dieser Befehl folgendermaßen aussehen, wobei pet-search.jar der Name der Anwendungs-JAR ist.

$ java -jar -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false pet-search.jar

Agentenkonfiguration für diese Lösung

Die vom Agenten zu erfassenden Metriken werden in der Agentenkonfiguration definiert. Die Lösung bietet Agentenkonfigurationen zum Erfassen der empfohlenen Metriken mit geeigneten Dimensionen für das Dashboard der Lösung.

Die Schritte zur Bereitstellung der Lösung werden weiter unten in Bereitstellung des Agenten für Ihre Lösung beschrieben. Die folgenden Informationen beschreiben, wie Sie die Agentenkonfiguration für Ihre Umgebung anpassen können.

Sie müssen einige Teile der folgenden Agentenkonfiguration für Ihre Umgebung anpassen:

Wenn Sie beispielsweise zwei Java-Anwendungen in demselben Konto ausführen, eine für die order-processing-Anwendung und eine weitere für die inventory-management-Anwendung, sollten Sie die ProcessGroupName-Dimensionen in der Agentenkonfiguration jeder Instance entsprechend festlegen.

Wenn Sie diese Richtlinien befolgen, gruppiert das Lösungs-Dashboard die Metriken automatisch auf der Grundlage der ProcessGroupName-Dimension. Das Dashboard umfasst Drop-down-Optionen, mit denen Sie Metriken für eine bestimmte Prozessgruppe auswählen und aufrufen können, sodass sich die Leistung einzelner Prozessgruppen separat überwachen lässt.

Agentenkonfiguration für JVM-Hosts

Nutzen Sie die folgende CloudWatch-Agentenkonfiguration auf EC2-Instances, auf denen Ihre Java-Anwendungen bereitgestellt werden. Die Konfiguration wird als Parameter im Parameterspeicher von SSM gespeichert, wie weiter unten in Schritt 2: Speichern Sie die empfohlene CloudWatch-Agentenkonfigurationsdatei in Systems Manager Parameter Store beschrieben.

Ersetzen Sie ProcessGroupName mit dem Namen Ihrer Prozessgruppe. Ersetzen Sie die Portnummer mit dem JMX-Port Ihrer Java-Anwendung. Wenn JMX mit Kennwortauthentifizierung oder SSL für den Remotezugriff aktiviert wurde, finden Sie je nach Bedarf unter Erfassung von Java Management Extensions (JMX)-Metriken weitere Informationen zur Einrichtung von TLS oder zur Autorisierung in der Agentenkonfiguration.

Die in dieser Konfiguration gezeigten EC2-Metriken (Konfiguration, die außerhalb des JMX-Blocks angezeigt wird) funktionieren nur für Linux- und macOS-Instances. Wenn Sie Windows-Instances nutzen, können Sie diese Metriken in der Konfiguration weglassen. Informationen zu Metriken, die auf Windows-Instances erfasst wurden, finden Sie unter Vom CloudWatch-Agenten erfasste Metriken auf Windows Server-Instances.

{
  "metrics": {
    "namespace": "CWAgent",
    "append_dimensions": {
      "InstanceId": "${aws:InstanceId}"
    },
    "metrics_collected": {
      "jmx": [
        {
          "endpoint": "localhost:port-number",
          "jvm": {
            "measurement": [
              "jvm.classes.loaded",
              "jvm.gc.collections.count",
              "jvm.gc.collections.elapsed",
              "jvm.memory.heap.committed",
              "jvm.memory.heap.max",
              "jvm.memory.heap.used",
              "jvm.memory.nonheap.committed",
              "jvm.memory.nonheap.max",
              "jvm.memory.nonheap.used",
              "jvm.threads.count"
            ]
          },
          "append_dimensions": {
            "ProcessGroupName": "ProcessGroupName"
          }
        }
      ],
      "disk": {
        "measurement": [
          "used_percent"
        ]
      },
      "mem": {
        "measurement": [
          "used_percent"
        ]
      },
      "swap": {
        "measurement": [
          "used_percent"
        ]
      },
      "netstat": {
        "measurement": [
          "tcp_established",
          "tcp_time_wait"
        ]
      }
    }
  }
}

Bereitstellung des Agenten für Ihre Lösung

Je nach Anwendungsfall gibt es mehrere Ansätze für die Installation des CloudWatch-Agenten. Wir empfehlen die Nutzung von Systems Manager für diese Lösung. Sie bietet eine Konsolenerfahrung und erleichtert die Verwaltung einer Flotte verwalteter Server innerhalb eines einzigen AWS-Kontos. Die Anweisungen in diesem Abschnitt nutzen Systems Manager und sind für den Fall vorgesehen, dass der CloudWatch-Agent nicht mit vorhandenen Konfigurationen ausgeführt wird. Sie können überprüfen, ob der CloudWatch-Agent ausgeführt wird, indem Sie die Schritte unter Überprüfen, ob der CloudWatch-Agent ausgeführt wird befolgen.

Wenn Sie den CloudWatch-Agenten bereits auf den EC2-Hosts ausführen, auf denen die Workload bereitgestellt wird, und die Agentenkonfigurationen verwalten, können Sie die Anweisungen in diesem Abschnitt überspringen und mit dem bestehenden Bereitstellungsmechanismus die Konfiguration aktualisieren. Stellen Sie sicher, dass Sie die Agentenkonfiguration von JVM mit Ihrer vorhandenen Agentenkonfiguration zusammenführen und dann diese zusammengeführte Konfiguration bereitstellen. Wenn Sie Systems Manager zum Speichern und Verwalten der Konfiguration für den CloudWatch-Agenten nutzen, können Sie die Konfiguration mit dem vorhandenen Parameterwert zusammenführen. Weitere Informationen finden Sie unter Verwalten der CloudWatch-Agenten-Konfigurationsdateien.

Der Bereitstellungsprozess umfasst die folgenden Schritte:

Schritt 1: Stellen Sie sicher, dass die EC2-Ziel-Instances über die erforderlichen IAM-Berechtigungen verfügen

Sie müssen Systems Manager die Erlaubnis erteilen, den CloudWatch-Agenten zu installieren und zu konfigurieren. Sie müssen dem CloudWatch-Agenten auch die Berechtigung erteilen, Telemetrie von Ihrer EC2-Instance in CloudWatch zu veröffentlichen. Stellen Sie sicher, dass die der Instance angefügte IAM-Rolle die IAM-Richtlinien CloudWatchAgentServerPolicy und AmazonSSMManagedInstanceCore angefügt hat.

Schritt 2: Speichern Sie die empfohlene CloudWatch-Agentenkonfigurationsdatei in Systems Manager Parameter Store

Parameter Store vereinfacht die Installation des CloudWatch-Agenten auf einer EC2-Instance, indem Konfigurationsparameter sicher gespeichert und verwaltet werden, sodass keine hartcodierten Werte benötigt werden. Das gestaltet den Bereitstellungsprozess sicherer und flexibler und ermöglicht eine zentrale Verwaltung und einfachere Aktualisierungen von Konfigurationen über mehrere Instances hinweg.

Gehen Sie wie folgt vor, um die empfohlene CloudWatch-Agenten-Konfigurationsdatei als Parameter im Parameter Store zu speichern.

Schritt 3: Installieren Sie den CloudWatch-Agenten und wenden Sie die Konfiguration mithilfe einer CloudFormation-Vorlage an

Sie können AWS CloudFormation zur Installation des Agenten nutzen und so konfigurieren, dass er die CloudWatch-Agentenkonfiguration verwendet, die Sie in den vorherigen Schritten erstellt haben.

Wenn Sie die Vorlagendatei zuerst bearbeiten möchten, um sie anzupassen, wählen Sie im Assistenten zum Erstellen von Stacks die Option Eine Vorlagendatei hochladen aus, um die bearbeitete Vorlage hochzuladen. Weitere Informationen finden Sie unter Erstellen eines Stacks in der CloudFormation-Konsole. Sie können den folgenden Link nutzen, um die Vorlage herunterzuladen: https://aws-observability-solutions-prod-us-east-1.s3.us-east-1.amazonaws.com/CloudWatchAgent/CFN/v1.0.0/cw-agent-installation-template-1.0.0.json .

Schritt 4: Stellen Sie sicher, dass das Agenten-Setup richtig konfiguriert ist

Sie können verifizieren, ob der CloudWatch-Agent installiert ist, indem Sie die Schritte unter Überprüfen, ob der CloudWatch-Agent ausgeführt wird befolgen. Wenn der CloudWatch-Agent nicht installiert ist und nicht ausgeführt wird, sorgen Sie dafür, dass die Einrichtung korrekt erfolgte.

Wenn alles korrekt eingerichtet ist, sollten die JVM-Metriken in CloudWatch veröffentlicht werden. Sie können in der CloudWatch-Konsole prüfen, ob sie veröffentlicht wurden.

Erstellen des JVM-Lösungs-Dashboards

Das von dieser Lösung bereitgestellte Dashboard präsentiert Metriken für die dem Server zugrunde liegende Java Virtual Machine (JVM). Das bietet einen Überblick über die JVM, indem Metriken für alle Instances aggregiert und präsentiert werden und so der allgemeine Zustand und der Betriebszustand auf hoher Ebene zusammengefasst wird. Darüber hinaus zeigt das Dashboard eine Aufschlüsselung der wichtigsten Faktoren (Top-10-pro-Metrik-Widget) für jede Metrik. Auf diese Weise identifizieren Sie schnell Ausreißer oder Fälle, die erheblich zu den beobachteten Metriken beitragen.

Das Lösungs-Dashboard stellt keine EC2-Metriken dar. Zur Darstellung von EC2-Metriken müssen Sie das automatische EC2-Dashboard verwenden, um die von EC2 verkauften Metriken zu sehen, und das EC2-Konsolen-Dashboard zum Anzeigen der vom CloudWatch-Agenten gesammelten EC2-Metriken nutzen. Weitere Informationen zu automatischen Dashboards für AWS-Services finden Sie unter Anzeigen eines CloudWatch-Dashboards für einen einzelnen AWS-Service.

Um das Dashboard zu erstellen, können Sie die folgenden Optionen nutzen.

Wenn Sie die CloudWatch-Konsole verwenden, um ein Dashboard zu erstellen, können Sie eine Vorschau des Dashboards anzeigen, bevor Sie es erstellen und es Ihnen berechnet wird.

Wenn Sie die Vorlagendatei bearbeiten möchten, um sie für beliebige Zwecke anzupassen, können Sie im Assistenten zum Erstellen von Stacks die Option Eine Vorlagendatei hochladen auswählen, um die bearbeitete Vorlage hochzuladen. Weitere Informationen finden Sie unter Erstellen eines Stacks in der CloudFormation-Konsole. Sie können den diesen Link nutzen, um die Vorlage herunterzuladen: https://aws-observability-solutions-prod-us-east-1.s3.us-east-1.amazonaws.com/JVM_EC2/CloudWatch/CFN/v1.0.0/dashboard-template-1.0.0.json.

Erste Schritte mit dem JVM-Dashboard

Hier finden Sie ein paar Aufgaben, die Sie mit dem neuen JVM-Dashboard ausprobieren können. Mit diesen Aufgaben können Sie prüfen, ob das Dashboard ordnungsgemäß funktioniert, und Sie erhalten praktische Erfahrung mit der Überwachung einer JVM-Prozessgruppe. Wenn Sie diese Optionen ausprobieren, werden Sie sich mit der Navigation im Dashboard und der Interpretation der visualisierten Metriken vertraut machen.

Auswahl einer Prozessgruppe

Wählen Sie in der Drop-down-Liste Name der JVM-Prozessgruppe die Prozessgruppe aus, die Sie überwachen möchten. Das Dashboard wird automatisch aktualisiert und stellt Metriken für die ausgewählte Prozessgruppe dar. Wenn Sie über mehrere Java-Anwendungen oder -Umgebungen verfügen, kann jede als separate Prozessgruppe angezeigt werden. Die Auswahl der entsprechenden Prozessgruppe sorgt dafür, dass Sie spezifische Metriken für die Anwendung oder Umgebung sehen, die Sie analysieren möchten.

Überprüfen der Speicherauslastung

Suchen Sie im Übersichtsbereich des Dashboards nach den Widgets Prozentsatz der Heap-Speichernutzung und Prozentsatz der Non-Heap-Speichernutzung. Diese zeigen den Prozentsatz des Heap- und Non-Heap-Speichers an, der von allen JVMs in der ausgewählten Prozessgruppe genutzt wird. Ein hoher Prozentsatz weist auf eine potenzielle Speicherauslastung hin, die zu Leistungsproblemen oder OutOfMemoryError-Ausnahmen führen könnte. Unter Speichernutzung nach Host können Sie auch eine Aufschlüsselung der Heap-Auslastung nach Hosts durchführen, um die Hosts mit hoher Auslastung zu prüfen.

Analysieren der geladenen Threads und Klassen

Suchen Sie im Abschnitt Geladene Threads und Klassen nach Host nach den Widgets Anzahl der 10 am häufigsten geladenen Threads und Die 10 am häufigsten geladenen Klassen. Suchen Sie nach JVMs mit einer ungewöhnlich hohen Anzahl von Threads oder Klassen verglichen mit anderen. Zu viele Threads können auf Thread-Leaks oder übermäßige Parallelität hinweisen, während eine große Anzahl geladener Klassen auf potenzielle Classloader-Leaks oder eine ineffiziente dynamische Klassengenerierung hinweisen könnte.

Identifizieren von Garbage-Collection-Problemen

Im Bereich Garbage Collection finden Sie die Widgets 10 häufigste Garbage Collections-Aufrufe pro Minute und Dauer der 10 häufigsten Garbage Collections für die verschiedenen Garbage-Collector-Typen: Jung, Gleichzeitig und Gemischt. Suchen Sie nach JVMs, die im Vergleich zu anderen eine ungewöhnlich hohe Anzahl an Erfassungen oder eine lange Erfassungsdauer aufweisen. Das könnte auf Konfigurationsprobleme oder Speicherlecks hinweisen.