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CloudWatch 解決方案：Amazon EC2 上的 JVM 工作負載

此解決方案可協助您透過 CloudWatch 代理程式，為在 EC2 執行個體上執行的 JVM 應用程式設定開箱即用的指標收集功能。除此之外，還可協助您設定預先設定的 CloudWatch 儀表板。如需所有 CloudWatch 可觀測性解決方案的一般資訊，請參閱CloudWatch 可觀測性解決方案。

要求

此解決方案適用於下列情況：

優勢

此解決方案提供 JVM 監控功能，針對下列使用案例提供寶貴洞察：

以下是此解決方案的主要優勢：

下圖是此解決方案之儀表板的範例。

成本

此解決方案會在您的帳戶中建立並使用資源。您需要支付標準用量的費用，包括下列項目：

如需 CloudWatch 定價的詳細資訊，請參閱 Amazon CloudWatch 定價。

定價計算器可協助您估算使用此解決方案的每月大致費用。

此解決方案的 CloudWatch 代理程式組態

CloudWatch 代理程式是在您的伺服器和容器化環境中持續自主執行的軟體。它從您的基礎結構和應用程式收集指標、日誌和追蹤，並將其傳送到 CloudWatch 和 X-Ray。

如需 CloudWatch 代理程式的詳細資訊，請參閱使用 CloudWatch 代理程式收集指標、日誌和追蹤。

此解決方案中的代理程式組態會收集解決方案的基礎指標。CloudWatch 代理程式可以設定為，收集的 JVM 指標數多於儀表板預設顯示的指標數。如需您可以收集之所有 JVM 指標的清單，請參閱收集 JVM 指標。如需 CloudWatch 代理程式組態的一般資訊，請參閱CloudWatch 代理程式收集的指標。

公開 JVM 應用程式的 JMX 連接埠

CloudWatch 代理程式依賴 JMX 收集與 JVM 程序相關的指標。為此，您必須從 JVM 應用程式公開 JMX 連接埠。有關公開 JMX 連接埠的作業說明，依您用於 JVM 應用程式的工作負載類型而定。請參閱您應用程式的文件，尋找這些說明。

一般而言，若要啟用 JMX 連接埠以進行監控和管理，可以為 JVM 應用程式設定下列系統屬性。請務必指定未使用的連接埠號碼。下列範例設定的是未經驗證的 JMX。如果依據安全政策/規定，您必須透過密碼身分驗證機或 SSL 啟用 JMX 以進行遠端存取，請參閱 JMX 文件來設定所需的屬性。

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

檢閱應用程式的啟動指令碼和設定檔，確定新增這些引數的最佳位置。當您從命令列執行 .jar 檔案時，此命令可能如下所示，其中 pet-search.jar 是應用程式 jar 的名稱。

$ 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

此解決方案的代理程式組態

代理程式收集的指標在代理程式組態中定義。解決方案提供代理程式組態，以收集適用於解決方案儀表板的建議指標與適當維度。

部署解決方案的步驟稍後會在部署解決方案的代理程式中說明。以下資訊旨在協助您了解如何為您的環境自訂代理程式組態。

您必須為環境自訂下列代理程式組態的部分項目：

例如，如果您有兩個 Java 應用程式在同個帳戶中執行，一個用於 order-processing 應用程式，另一個用於 inventory-management 應用程式，則應該在每個執行個體的代理程式組態中相應地設定 ProcessGroupName 維度。

當您遵循這些準則時，解決方案儀表板會依 ProcessGroupName 維度自動將指標分組。儀表板將包含下拉式清單選項，供您選取並檢視特定程序群組的指標，讓您能分別監控個別程序群組的效能。

JVM 主機的代理程式組態

請在部署 Java 應用程式的 EC2 執行個體上，使用下列 CloudWatch 代理程式組態。組態將儲存為 SSM 參數儲存區中的參數，如稍後的步驟 2：將建議的 CloudWatch 代理程式設定檔儲存在 Systems Manager 參數儲存區中中所述。

將 ProcessGroupName 替換為您的程序群組名稱。將 port-number 替換為您 Java 應用程式的 JMX 連接埠。如果是透過密碼身分驗證或 SSL 啟用 JMX 以進行遠端存取，請參閱收集 Java Management Extensions (JMX) 指標以取得有關視需要在代理程式組態中設定 TLS 或授權的資訊。

此組態中顯示的 EC2 指標 (在 JMX 區塊外部顯示的組態) 僅適用於 Linux 和 macOS 執行個體。如果您使用的是 Windows 執行個體，可以選擇在組態中省略這些指標。如需在 Windows 執行個體上收集之指標的資訊，請參閱由 CloudWatch 代理程式在 Windows Server 執行個體上收集的指標。

{
  "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"
        ]
      }
    }
  }
}

部署解決方案的代理程式

安裝 CloudWatch 代理程式的方法有很多種，具體取決於使用案例。建議您使用 Systems Manager 安裝此解決方案。它提供主控台體驗，並可讓您更輕鬆地管理單一 AWS 帳戶中的受管伺服器機群。本節說明採用 Systems Manager，適用於您沒有以現有組態執行 CloudWatch 代理程式的情況。您可以依循確認 CloudWatch 代理程式正在執行中中的步驟，檢查 CloudWatch 代理程式是否正在執行。

如果您已在部署工作負載和管理代理程式組態的 EC2 主機上執行 CloudWatch 代理程式，可以略過本節中的說明，並依循現有部署機制來更新組態。請務必將 JVM 的代理程式組態與您現有的代理程式組態合併，然後部署合併的組態。如果您使用 Systems Manager 來儲存和管理 CloudWatch 代理程式的組態，可以將組態合併到現有的參數值。如需詳細資訊，請參閱管理 CloudWatch 代理程式設定檔。

部署程序包含以下步驟：

步驟 1：確定目標 EC2 執行個體具有所需的 IAM 許可

您必須授與 Systems Manager 安裝和設定 CloudWatch 代理程式的許可。還必須授與 CloudWatch 代理程式從 EC2 執行個體發布遙測到 CloudWatch 的許可。確定連結至執行個體的 IAM 角色已連結 CloudWatchAgentServerPolicy 和 AmazonSSMManagedInstanceCore IAM 政策。

步驟 2：將建議的 CloudWatch 代理程式設定檔儲存在 Systems Manager 參數儲存區中

參數儲存區透過安全地儲存和管理組態參數，簡化在 EC2 執行個體上安裝 CloudWatch 代理程式的流程，無需使用硬式編碼值。這可確保部署程序更安全、更靈活，實現集中式管理，並能更輕鬆地更新多個執行個體的組態。

依循下列步驟，將建議的 CloudWatch 代理程式設定檔儲存為參數儲存區中的參數。

步驟 3：安裝 CloudWatch 代理程式並使用 CloudFormation 範本套用組態

您可以使用 AWS CloudFormation 安裝代理程式，並將其設定為使用您在先前步驟中建立的 CloudWatch 代理程式組態。

如果想要先編輯範本檔案以進行自訂，請選擇建立堆疊精靈下的上傳範本檔案選項，以上傳經編輯的範本。如需詳細資訊，請參閱在 CloudFormation 主控台上建立堆疊。可以使用以下連結下載範本：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。

步驟 4：確認代理程式設定已正確設定

您可以依循確認 CloudWatch 代理程式正在執行中中的步驟，檢查 CloudWatch 代理程式是否已安裝。若 CloudWatch 代理程式未安裝且未執行，請確認您已正確完成所有設定。

若所有設定皆正確無誤，您應可看到 JVM 指標已發布至 CloudWatch。可以檢查 CloudWatch 主控台，以確認系統是否正在發布這些指標。

建立 JVM 解決方案儀表板

此解決方案提供的儀表板會顯示伺服器底層 Java 虛擬機器 (JVM) 的指標。它透過彙總和呈現所有執行個體的指標來提供 JVM 的概觀，並提供整體運作狀態和操作狀態的高階摘要。此外，儀表板會顯示每個指標的主要貢獻因子 (每個指標小工具的前 10 個因子) 明細。這可協助您快速識別對觀測指標有重大貢獻的極端值或執行個體。

解決方案儀表板不會顯示 EC2 指標。若要檢視 EC2 指標，您需要使用 EC2 自動儀表板查看 EC2 代售指標，並使用 EC2 主控台儀表板查看 CloudWatch 代理程式收集的 EC2 指標。如需 AWS 服務自動儀表板的詳細資訊，請參閱 檢視單一 AWS 服務的 CloudWatch 儀表板。

若要建立儀表板，可以使用下列選項：

透過使用 CloudWatch 主控台建立儀表板，您可以在實際建立和收費之前預覽儀表板。

如果想要編輯範本檔案以針對任何用途自訂範本檔案，可以使用建立堆疊精靈下的上傳範本檔案選項來上傳經編輯的範本。如需詳細資訊，請參閱在 CloudFormation 主控台上建立堆疊。可以使用此連結下載範本：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。

開始使用 JVM 儀表板

以下是您可以嘗試使用新 JVM 儀表板處理的一些任務。這些任務可讓您驗證儀表板是否運作正常，並提供實際操作經驗，協助您運用儀表板監控 JVM 程序群組。當您嘗試這些功能時，可逐漸熟悉儀表板的操作介面，並學會解讀視覺化的指標資料。

選取程序群組

使用 JVM 程序群組名稱下拉式清單，選取要監控的程序群組。儀表板會自動更新，以顯示所選程序群組的指標。如果您有多個 Java 應用程式或環境，每個都可能被視為獨立的程序群組。選取適當的程序群組可確保您檢視的是特定於要分析之應用程式或環境的指標。

檢閱記憶體用量

在儀表板概觀區段中，尋找堆積記憶體用量百分比和非堆積記憶體用量百分比小工具。這些工具顯示所選程序群組中所有 JVM 正在使用之堆積和非堆積記憶體的百分比。高百分比表示可能導致效能問題或 OutOfMemoryError 例外狀況的潛在記憶體壓力。您亦可透過主機記憶體使用量下的主機堆疊使用量進行深入分析，以檢視使用量偏高的主機。

分析載入的執行緒和類別

在主機載入的執行緒和類別區段中，尋找前 10 個執行緒計數和前 10 個載入的類別小工具。尋找執行緒或類別數量異常高於其他執行個體的任何 JVM。執行緒太多可能表示執行緒洩漏或並行過多，而大量載入類別可能表示類別載入器可能存在洩漏或者動態類別產生效率低下。

識別垃圾回收問題

在垃圾回收區段中，尋找適用於不同垃圾回收器類型的每分鐘排名前 10 的垃圾回收調用和排名前 10 的垃圾回收持續時間小工具：年輕、並行、混合。尋找任何相較於其他執行個體，具有異常高次數垃圾回收或較長回收持續時間的 JVM。這可能表示存在組態問題或記憶體流失。