Solução do CloudWatch: workload da JVM no Amazon EC2

Esta solução auxilia na configuração da coleta de métricas prontas para uso com agentes do CloudWatch para aplicações da JVM que estão sendo executadas em instâncias do EC2. Além disso, a solução ajuda na configuração de um painel do CloudWatch configurado previamente. Para obter informações gerais sobre todas as soluções de observabilidade do CloudWatch, consulte Soluções de observabilidade do CloudWatch.

Requisitos

Esta solução é aplicável nas seguintes condições:

Benefícios

A solução disponibiliza monitoramento da JVM, fornecendo insights valiosos para os seguintes casos de uso:

A seguir, apresentamos as principais vantagens da solução:

A imagem apresentada a seguir é um exemplo do painel para esta solução.

Custos

Esta solução cria e usa recursos em sua conta. A cobrança será realizada com base no uso padrão, que inclui o seguinte:

Para obter mais informações sobre os preços do CloudWatch, consulte Preço do Amazon CloudWatch.

A calculadora de preços pode ajudar a estimar os custos mensais aproximados para o uso desta solução.

Configuração do agente do CloudWatch para esta solução

O agente do CloudWatch é um software que opera de maneira contínua e autônoma em seus servidores e em ambientes com contêineres. Ele coleta métricas, logs e rastreamentos da infraestrutura e das aplicações e os envia para o CloudWatch e para o X-Ray.

Para obter mais informações sobre o agente do CloudWatch, consulte Coletar métricas, logs e rastreamentos com o agente do CloudWatch.

A configuração do agente nesta solução coleta as métricas fundamentais para a solução. O agente do CloudWatch pode ser configurado para coletar mais métricas da JVM do que as que são exibidas por padrão no painel. Para obter uma lista de todas as métricas da JVM que você pode coletar, consulte Coletar métricas da JVM. Para obter informações gerais sobre a configuração do agente do CloudWatch, consulte Métricas coletadas pelo atendente do CloudWatch.

Exposição de portas do JMX para a aplicação da JVM

O agente do CloudWatch depende do JMX para coletar as métricas relacionadas ao processo da JVM. Para que isso aconteça, é necessário expor a porta do JMX da aplicação da JVM. As instruções para expor a porta do JMX dependem do tipo de workload que você está usando para a aplicação da JVM. Consulte a documentação específica para a aplicação para encontrar essas instruções.

De maneira geral, para habilitar uma porta do JMX para monitoramento e gerenciamento, você precisa configurar as propriedades do sistema apresentadas a seguir para a aplicação da JVM. Certifique-se de especificar um número de porta que não esteja em uso. O exemplo apresentado a seguir configura o JMX sem autenticação. Se suas políticas ou seus requisitos de segurança exigirem que você habilite o JMX com autenticação por senha ou SSL para a obtenção de acesso remoto, consulte a documentação do JMX para definir a propriedade necessária.

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

Analise os scripts de inicialização e os arquivos de configuração da aplicação para encontrar o local mais adequado para adicionar esses argumentos. Quando você executar um arquivo .jar usando a linha de comando, o comando pode ser semelhante ao apresentado a seguir, em que pet-search.jar é o nome do arquivo JAR da aplicação.

$ 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

Configuração do agente para esta solução

As métricas coletadas pelo agente são definidas na configuração do agente. A solução fornece configurações do agente para a coleta das métricas recomendadas com dimensões adequadas para o painel da solução.

As etapas para a implantação da solução são descritas posteriormente em Implantação do agente para a sua solução. As informações apresentadas a seguir são destinadas a ajudar você a compreender como personalizar a configuração do agente para o seu ambiente.

Você deve personalizar algumas partes da seguinte configuração do agente para o seu ambiente:

Por exemplo, caso você tenha duas aplicações em Java em execução na mesma conta, sendo uma para a aplicação order-processing e a outra para a aplicação inventory-management, é necessário configurar as dimensões ProcessGroupName de maneira adequada na configuração do agente de cada instância.

Ao seguir essas diretrizes, o painel da solução agrupará automaticamente as métricas com base na dimensão ProcessGroupName. O painel incluirá opções do menu suspenso para a seleção e para a visualização de métricas de um grupo de processos específico, permitindo o monitoramento da performance de grupos de processos individuais separadamente.

Configuração do agente para hosts da JVM

Use a configuração do agente do CloudWatch apresentada a seguir nas instâncias do EC2 em que as aplicações em Java estão implantadas. A configuração será armazenada como um parâmetro no Parameter Store do SSM, conforme detalhado posteriormente em Etapa 2: armazenar o arquivo de configuração recomendado do agente do CloudWatch no Systems Manager Parameter Store.

Substitua ProcessGroupName pelo nome do grupo de processos. Substitua port-number pelo número da porta do JMX da aplicação em Java. Se o JMX tiver sido habilitado com autenticação por senha ou SSL para acesso remoto, consulte Coletar métricas do Java Management Extensions (JMX) para obter informações sobre como configurar o TLS ou a autorização na configuração do agente, conforme necessário.

As métricas do EC2 mostradas nesta configuração (configuração apresentada de forma externa ao bloco do JMX) funcionam somente para instâncias do Linux e do macOS. Caso esteja usando instâncias do Windows, é possível optar por omitir essas métricas na configuração. Para obter mais informações sobre as métricas coletadas em instâncias do Windows, consulte Métricas coletadas pelo atendente do CloudWatch em instâncias do Windows Server.

{
  "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"
        ]
      }
    }
  }
}

Implantação do agente para a sua solução

Existem várias abordagens para instalar o agente do CloudWatch, dependendo do caso de uso. Recomendamos o uso do Systems Manager para esta solução. Ele fornece uma experiência no console e simplifica o gerenciamento de uma frota de servidores gerenciados em uma única conta da AWS. As instruções apresentadas nesta seção usam o Systems Manager e são destinadas para situações em que o agente do CloudWatch não está em execução com as configurações existentes. É possível verificar se o agente do CloudWatch está em execução ao seguir as etapas apresentadas em Verificar se o atendente do CloudWatch está em execução.

Se você já estiver executando o agente do CloudWatch nos hosts do EC2 nos quais a workload está implantada e gerenciando as configurações do agente, pode pular as instruções apresentadas nesta seção e usar o mecanismo de implantação existente para atualizar a configuração. Certifique-se de combinar a configuração do agente da JVM com a configuração do agente existente e, em seguida, implante a configuração combinada. Se você estiver usando o Systems Manager para armazenar e gerenciar a configuração do agente do CloudWatch, poderá combinar a configuração com o valor do parâmetro existente. Para obter mais informações, consulte Managing CloudWatch agent configuration files.

O processo de implantação inclui as seguintes etapas:

Etapa 1: garantir que as instâncias do EC2 de destino têm as permissões do IAM necessárias

Você deve conceder permissão para o Systems Manager instalar e configurar o agente do CloudWatch. Além disso, é necessário conceder permissão para que o agente do CloudWatch publique a telemetria da instância do EC2 para o CloudWatch. Certifique-se de que o perfil do IAM anexado à instância tenha as políticas do IAM CloudWatchAgentServerPolicy e AmazonSSMManagedInstanceCore associadas.

Etapa 2: armazenar o arquivo de configuração recomendado do agente do CloudWatch no Systems Manager Parameter Store

O Parameter Store simplifica a instalação do agente do CloudWatch em uma instância do EC2 ao armazenar e gerenciar os parâmetros de configuração de forma segura, eliminando a necessidade de valores com codificação rígida. Isso garante um processo de implantação mais seguro e flexível ao possibilitar o gerenciamento centralizado e as atualizações simplificadas para as configurações em diversas instâncias.

Use as etapas apresentadas a seguir para armazenar o arquivo de configuração recomendado do agente do CloudWatch como um parâmetro no Parameter Store.

Etapa 3: instalar o agente do CloudWatch e aplicar a configuração usando um modelo do AWS CloudFormation

É possível usar o AWS CloudFormation para instalar o agente e configurá-lo para usar a configuração do agente do CloudWatch criada nas etapas anteriores.

Se você desejar editar o arquivo de modelo previamente para personalizá-lo, selecione a opção Fazer upload de um arquivo de modelo no Assistente de criação de pilha para fazer o upload do modelo editado. Para obter mais informações, consulte Criar uma pilha no console do AWS CloudFormation. É possível usar o seguinte link para fazer download do modelo: 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.

Etapa 4: verificar se a configuração do agente foi realizada corretamente

É possível verificar se o agente do CloudWatch está instalado ao seguir as etapas apresentadas em Verificar se o atendente do CloudWatch está em execução. Se o agente do CloudWatch não estiver instalado e em execução, certifique-se de que todas as configurações foram realizadas corretamente.

Se todas as configurações estiverem corretas, as métricas da JVM serão publicadas no CloudWatch e estarão disponíveis para visualização. É possível verificar no console do CloudWatch para assegurar que as métricas estão sendo publicadas corretamente.

Criação de um painel para a solução da JVM

O painel fornecido por esta solução apresenta métricas para a Java Virtual Machine (JVM) subjacente para o servidor. O painel fornece uma visão geral da JVM ao agregar e apresentar métricas de todas as instâncias, disponibilizando um resumo de alto nível sobre a integridade geral e o estado operacional. Além disso, o painel mostra um detalhamento dos principais colaboradores (que corresponde aos dez principais por widget de métrica) para cada métrica. Isso ajuda a identificar rapidamente discrepâncias ou instâncias que contribuem significativamente para as métricas observadas.

O painel da solução não exibe métricas do EC2. Para visualizar as métricas relacionadas ao EC2, é necessário usar o painel automático do EC2 para acessar as métricas fornecidas diretamente pelo EC2 e usar o painel do console do EC2 para consultar as métricas do EC2 que são coletadas pelo agente do CloudWatch. Para obter mais informações sobre os painéis automáticos para serviços da AWS, consulte Visualização de um painel do CloudWatch para um único serviço da AWS.

Para criar o painel, é possível usar as seguintes opções:

Ao usar o console do CloudWatch para criar um painel, é possível visualizá-lo previamente antes de criá-lo e incorrer em custos.

Se você desejar editar o arquivo de modelo para personalizá-lo para atender a uma necessidade específica, é possível usar a opção Fazer upload de um arquivo de modelo no Assistente de criação de pilha para fazer o upload do modelo editado. Para obter mais informações, consulte Criar uma pilha no console do AWS CloudFormation. É possível usar este link para fazer download do modelo: 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.

Como começar a usar o painel da JVM

A seguir, apresentamos algumas tarefas que você pode realizar para explorar o novo painel da JVM. Essas tarefas permitem a validação do funcionamento correto do painel e fornecem uma experiência prática ao usá-lo para monitorar um grupo de processos da JVM. À medida que realiza as tarefas, você se familiarizará com a navegação no painel e com a interpretação das métricas visualizadas.

Seleção de um grupo de processos

Use a lista suspensa Nome do grupo de processos da JVM para selecionar o grupo de processos que você deseja monitorar. O painel será atualizado automaticamente para exibir as métricas para o grupo de processos selecionado. Caso você tenha várias aplicações ou ambientes em Java, cada um pode ser representado como um grupo de processos distinto. Selecionar o grupo de processos apropriado garante que você estará visualizando as métricas específicas para a aplicação ou para o ambiente que deseja analisar.

Análise do uso de memória

Na seção de visão geral do painel, localize os widgets de Porcentagem de uso de memória do heap e de Porcentagem de uso de memória não relacionada ao heap. Os widgets mostram a porcentagem de memória do heap e de memória não relacionada ao heap usadas em todas as JVMs no grupo de processos selecionado. Uma porcentagem elevada pode indicar pressão da memória, o que pode resultar em problemas de performance ou exceções OutOfMemoryError. Além disso, é possível realizar uma busca detalhada do uso de memória do heap por host na seção Uso de memória por host para identificar os hosts com maior utilização.

Análise de threads e de classes carregadas

Na seção Threads e classes carregadas pelo host, localize os widgets Contagem dos dez principais threads e Dez principais classes carregadas. Procure por JVMs que tenham um número anormalmente elevado de threads ou de classes em comparação com as demais. Um número excessivo de threads pode ser indicativo de vazamentos de threads ou de simultaneidade excessiva, enquanto um grande número de classes carregadas pode indicar possíveis vazamentos no carregador de classes ou problemas com a geração ineficiente de classes dinâmicas.

Identificação de problemas de coleta de resíduos

Na seção de Coleta de resíduos, localize os widgets Dez principais invocações de coleta de resíduos por minuto e Dez principais duração da coleta de resíduos, separados pelos diferentes tipos de coletor de lixo: Recente, Simultânea e Mista. Procure por JVMs que tenham um número anormalmente elevado de coleções ou de durações longas de coleta em comparação com as demais. Isso pode indicar problemas de configuração ou vazamentos de memória.