如何在 Java 中在不使用 JNI 的情况下获取操作系统级别的系统信息

我目前正在构建一个Java应用程序，它最终可以在许多不同的平台上运行，但主要是Solaris、Linux和Windows的变体。

是否有人能够成功地提取诸如当前使用的磁盘空间、CPU利用率和底层操作系统中使用的内存等信息?Java应用程序本身正在消耗什么呢?

我希望在不使用JNI的情况下获得这些信息。

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小开

我认为最好的方法是实现Hyperic的SIGAR API。它适用于大多数主要的操作系统(几乎所有现代的操作系统)，并且非常容易使用。开发者在他们的论坛和邮件列表上的反应非常积极。我也喜欢它是GPL2 Apache许可。他们也提供了大量的Java示例!

SIGAR ==系统信息，收集和报告工具

小开
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您可以从Runtime类中获得一些有限的内存信息。它确实不是您正在寻找的，但我认为为了完整性起见，我将提供它。这里有一个小例子。编辑:您还可以从java.io.File类获得磁盘使用信息。磁盘空间使用问题需要Java 1.6或更高版本。

public class Main {
public static void main(String[] args) {
/* Total number of processors or cores available to the JVM */
System.out.println("Available processors (cores): " +
Runtime.getRuntime().availableProcessors());


/* Total amount of free memory available to the JVM */
System.out.println("Free memory (bytes): " +
Runtime.getRuntime().freeMemory());


/* This will return Long.MAX_VALUE if there is no preset limit */
long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
/* Maximum amount of memory the JVM will attempt to use */
System.out.println("Maximum memory (bytes): " +
(maxMemory == Long.MAX_VALUE ? "no limit" : maxMemory));


/* Total memory currently available to the JVM */
System.out.println("Total memory available to JVM (bytes): " +
Runtime.getRuntime().totalMemory());


/* Get a list of all filesystem roots on this system */
File[] roots = File.listRoots();


/* For each filesystem root, print some info */
for (File root : roots) {
System.out.println("File system root: " + root.getAbsolutePath());
System.out.println("Total space (bytes): " + root.getTotalSpace());
System.out.println("Free space (bytes): " + root.getFreeSpace());
System.out.println("Usable space (bytes): " + root.getUsableSpace());
}
}
}
小开

看看java.lang.management包中可用的api。例如:

  • OperatingSystemMXBean.getSystemLoadAverage()
  • ThreadMXBean.getCurrentThreadCpuTime()
  • ThreadMXBean.getCurrentThreadUserTime()

还有很多其他有用的东西。

小开

java.lang.management包确实提供了比运行时更多的信息——例如，它将提供与非堆内存(ManagementFactory.getMemoryMXBean().getNonHeapMemoryUsage())分开的堆内存(ManagementFactory.getMemoryMXBean().getHeapMemoryUsage())。

你也可以获得进程CPU使用情况(不需要编写自己的JNI代码)，但是你需要将java.lang.management.OperatingSystemMXBean转换为com.sun.management.OperatingSystemMXBean。这适用于Windows和Linux，我还没有在其他地方测试过。

例如……更频繁地调用get getCpuUsage()方法以获得更准确的读数。

public class PerformanceMonitor {
private int  availableProcessors = getOperatingSystemMXBean().getAvailableProcessors();
private long lastSystemTime      = 0;
private long lastProcessCpuTime  = 0;


public synchronized double getCpuUsage()
{
if ( lastSystemTime == 0 )
{
baselineCounters();
return;
}


long systemTime     = System.nanoTime();
long processCpuTime = 0;


if ( getOperatingSystemMXBean() instanceof OperatingSystemMXBean )
{
processCpuTime = ( (OperatingSystemMXBean) getOperatingSystemMXBean() ).getProcessCpuTime();
}


double cpuUsage = (double) ( processCpuTime - lastProcessCpuTime ) / ( systemTime - lastSystemTime );


lastSystemTime     = systemTime;
lastProcessCpuTime = processCpuTime;


return cpuUsage / availableProcessors;
}


private void baselineCounters()
{
lastSystemTime = System.nanoTime();


if ( getOperatingSystemMXBean() instanceof OperatingSystemMXBean )
{
lastProcessCpuTime = ( (OperatingSystemMXBean) getOperatingSystemMXBean() ).getProcessCpuTime();
}
}
}
小开

嘿，你可以通过java/com集成来做到这一点。通过访问WMI功能，您可以获得所有信息。

小开

通常，为了获得较低级别的操作系统信息，您可以通过Runtime.exec()调用特定于操作系统的命令，这些命令会提供您想要的信息，或者读取Linux中的/proc/*等文件。

小开

CPU使用情况并不简单——java.lang.management通过com.sun.management.OperatingSystemMXBean.getProcessCpuTime与此接近(请参阅上面Patrick的优秀代码片段)，但请注意，它只允许访问CPU在进程中花费的时间。它不会告诉你在其他进程上花费的CPU时间，甚至不会告诉你在与你的进程相关的系统活动上花费的CPU时间。

例如，我有一个网络密集型的java进程——它是唯一正在运行的东西，CPU在99%，但只有55%报告为“处理器CPU”。

甚至不要让我开始“平均负载”，因为它几乎是无用的，尽管它是MX bean中唯一与cpu相关的项目。如果只有太阳在他们偶尔的智慧暴露一些像“getTotalCpuTime”…

对于严肃的CPU监控，Matt提到的SIGAR似乎是最好的选择。

小开

有一个使用JNA(因此不需要安装本机库)的Java项目正在积极开发中。它目前支持Linux, OSX, Windows, Solaris和FreeBSD，并提供RAM, CPU，电池和文件系统信息。

小开

如果您正在使用Jrockit虚拟机，那么这里有另一种获取虚拟机CPU使用情况的方法。运行时bean还可以提供每个处理器的CPU负载。我只在Red Hat Linux上使用它来观察Tomcat性能。您必须在catalina.sh中启用JMX remote才能使其工作。

JMXServiceURL url = new JMXServiceURL("service:jmx:rmi:///jndi/rmi://my.tomcat.host:8080/jmxrmi");
JMXConnector jmxc = JMXConnectorFactory.connect(url, null);
MBeanServerConnection conn = jmxc.getMBeanServerConnection();
ObjectName name = new ObjectName("oracle.jrockit.management:type=Runtime");
Double jvmCpuLoad =(Double)conn.getAttribute(name, "VMGeneratedCPULoad");
小开

你可以通过使用System.getenv()获取一些系统级信息，将相关的环境变量名作为参数传递。例如，在Windows上:

System.getenv("PROCESSOR_IDENTIFIER")
System.getenv("PROCESSOR_ARCHITECTURE")
System.getenv("PROCESSOR_ARCHITEW6432")
System.getenv("NUMBER_OF_PROCESSORS")

对于其他操作系统，相关环境变量的存在/不存在和名称将有所不同。

小开

它仍在开发中，但你已经可以使用jHardware

它是一个使用Java丢弃系统数据的简单库。它在Linux和Windows上都可以运行。

ProcessorInfo info = HardwareInfo.getProcessorInfo();
//Get named info
System.out.println("Cache size: " + info.getCacheSize());
System.out.println("Family: " + info.getFamily());
System.out.println("Speed (Mhz): " + info.getMhz());
//[...]
小开

通过maven添加OSHI依赖:

<dependency>
<groupId>com.github.dblock</groupId>
<artifactId>oshi-core</artifactId>
<version>2.2</version>
</dependency>

获得电池容量剩余百分比:

SystemInfo si = new SystemInfo();
HardwareAbstractionLayer hal = si.getHardware();
for (PowerSource pSource : hal.getPowerSources()) {
System.out.println(String.format("%n %s @ %.1f%%", pSource.getName(), pSource.getRemainingCapacity() * 100d));
}
小开

至于窗户，我走这边。

    com.sun.management.OperatingSystemMXBean os = (com.sun.management.OperatingSystemMXBean) ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();


long physicalMemorySize = os.getTotalPhysicalMemorySize();
long freePhysicalMemory = os.getFreePhysicalMemorySize();
long freeSwapSize = os.getFreeSwapSpaceSize();
long commitedVirtualMemorySize = os.getCommittedVirtualMemorySize();

下面是链接的详细信息。

小开

在Windows上，您可以运行systeminfo命令，并使用以下代码检索其输出实例:

private static class WindowsSystemInformation
{
static String get() throws IOException
{
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
Process process = runtime.exec("systeminfo");
BufferedReader systemInformationReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));


StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
String line;


while ((line = systemInformationReader.readLine()) != null)
{
stringBuilder.append(line);
stringBuilder.append(System.lineSeparator());
}


return stringBuilder.toString().trim();
}
}
小开

一个简单的方法可以用来获得操作系统级别的信息，我在我的Mac上测试，效果很好:

 OperatingSystemMXBean osBean =
(OperatingSystemMXBean)ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
return osBean.getProcessCpuLoad();

你可以找到操作系统在这里的许多相关指标

小开

要在java代码中获得1分钟，5分钟和15分钟的系统平均负载，你可以通过执行命令cat /proc/loadavg来做到这一点，使用并解释如下:

    Runtime runtime = Runtime.getRuntime();


BufferedReader br = new BufferedReader(
new InputStreamReader(runtime.exec("cat /proc/loadavg").getInputStream()));


String avgLine = br.readLine();
System.out.println(avgLine);
List<String> avgLineList = Arrays.asList(avgLine.split("\\s+"));
System.out.println(avgLineList);
System.out.println("Average load 1 minute : " + avgLineList.get(0));
System.out.println("Average load 5 minutes : " + avgLineList.get(1));
System.out.println("Average load 15 minutes : " + avgLineList.get(2));

通过执行命令free -m来获得物理系统内存，然后将其解释如下:

Runtime runtime = Runtime.getRuntime();


BufferedReader br = new BufferedReader(
new InputStreamReader(runtime.exec("free -m").getInputStream()));


String line;
String memLine = "";
int index = 0;
while ((line = br.readLine()) != null) {
if (index == 1) {
memLine = line;
}
index++;
}
//                  total        used        free      shared  buff/cache   available
//    Mem:          15933        3153        9683         310        3097       12148
//    Swap:          3814           0        3814


List<String> memInfoList = Arrays.asList(memLine.split("\\s+"));
int totalSystemMemory = Integer.parseInt(memInfoList.get(1));
int totalSystemUsedMemory = Integer.parseInt(memInfoList.get(2));
int totalSystemFreeMemory = Integer.parseInt(memInfoList.get(3));


System.out.println("Total system memory in mb: " + totalSystemMemory);
System.out.println("Total system used memory in mb: " + totalSystemUsedMemory);
System.out.println("Total system free memory in mb: "   + totalSystemFreeMemory);
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不完全是你要求的，但我建议检查commons-lang3中的ArchUtils和SystemUtils。它们还包含一些相关的辅助工具，如。:

import static org.apache.commons.lang3.ArchUtils.*;
import static org.apache.commons.lang3.SystemUtils.*;


System.out.printf("OS architecture: %s\n", OS_ARCH); // OS architecture: amd64
System.out.printf("OS name: %s\n", OS_NAME);         // OS name: Linux
System.out.printf("OS version: %s\n", OS_VERSION);   // OS version: 5.18.16-200.fc36.x86_64


System.out.printf("Is Linux? - %b\n", IS_OS_LINUX);     // Is Linux? - true
System.out.printf("Is Mac? - %b\n", IS_OS_MAC);         // Is Mac? - false
System.out.printf("Is Windows? - %b\n", IS_OS_WINDOWS); // Is Windows? - false


System.out.printf("JVM name: %s\n", JAVA_VM_NAME);       // JVM name: Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM
System.out.printf("JVM vendor: %s\n", JAVA_VM_VENDOR);   // JVM vendor: Oracle Corporation
System.out.printf("JVM version: %s\n", JAVA_VM_VERSION); // JVM version: 11.0.12+8-LTS-237


System.out.printf("Username: %s\n", getUserName()); // Username: johndoe
System.out.printf("Hostname: %s\n", getHostName()); // Hostname: garage-pc


var processor = getProcessor();
System.out.printf("CPU arch: %s\n", processor.getArch())  // CPU arch: BIT_64
System.out.printf("CPU type: %s\n", processor.getType()); // CPU type: X86

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