应用性能管理使用Native Vs Java Agent优缺点

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许多应用性能管理（APM）厂商在对 JVM运行时性能进行深入分析时，一般使用JVM运行时的接口，而JVM运行时提供两种接口：JVMPT和JVMTI。JVMPI 接口从 Java 5后逐渐被 JVMTI 所取代，且JVMTI接口都允许APM厂商将本地库（通常称作Native Agent）加载到与 JVM 同一个进程中，使得该本地库可以通过本地的 API （C/C++代码）访问 JVM 运行时的状态和应用程序的性能数据。另外，由于该库并不作为 JVM 运行时的一部分，它不会受到 JVM 停止的影响（例如：较长的垃圾收集挂起、运行时错误等），因此能够一直向外部工具传输数据。

Java 5 还引入了一种纯 Java 接口方案（通常称作Java Agent），作为这种本地接口的替代方案。这种方案允许将Java Agent加载到 JVM 之中，并作为 JVM 的一部分运行。其“不利”的一面是，Jva Agent是在 JVM 启动后期才被加载，该Agent是运行在JVM运行时的容器里，它会受到 JVM 挂起或 Java 运行时问题的影响，并且不能报告某些类型的错误信息。

在本博客中我们将主要阐述，为何Dynatrace的工程团队决定采用Native Agent方式结合字节码插码技术（bytecode instrumentation，BCI）的方式，而不是采用基于 Java Agent的方式，来监控应用程序的性能。

对所有的类进行全面、深入的分析

Native Agent能够在任何类加载之前加载。这使Native Agent能够从一开始就采集数据，并可使其不会受到任何约束的，对所有的 Java 代码进行数据采集和控制执行。为能捕获方法级的信息，可利用字节码插码技术（BCI）实现优势互补，而不是依赖于Native接口的回调。这样不仅能对任何类执行字节码插码，还能对核心系统类进行深入分析（java.lang.Object、java.lang.Thread等）。

获得更为详尽的信息

通过JVM native接口，我们可以获得更为详尽的性能信息，例如操作系统的高精度时钟、详细的垃圾收集数据等。由于采用了Native Agent方式，因此不必另外安装用于采集系统信息的程序。而Java Agent很可能无法访问上述数据，因为它运行于 JVM 内的特殊的安全背景环境之中。

应用性能管理使用Native Vs Java Agent优缺点

获取其他信息

在Native Agent内部，我们可以采集到与 JVM 有关的大量信息，例如内存、线程、JVM 崩溃等。尤其对于线程和内存分析，访问 JVM 线程和内存使用情况以及本地线程和内存使用情况有助于性能监测。一旦出现内存不足错误导致崩溃，因为本地进程仍在运行，所以Native Agent仍能采集堆栈中的数据和内存信息。
【线程死锁分析】
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【内存泄露分析】

对 JVM 的影响轻微

通过本地代码调用JVMTI接口，可以更加有效的获取性能分析的数据，例如，通过线程（Thread）快照的方式获取线程栈信息，而从 JVM 内部的 Java Agent调用JVMTI接口获取此类信息所需的代价要高很多，然而，对线程栈做快照恰恰是定位Java方法执行缓慢的最佳途径，由于对JVM的负载太高，以至于部分Java Agent的APM厂商不得不放弃功能来达到用户对性能开销的要求。
应用性能管理使用Native Vs Java Agent优缺点

未挂靠 JVM

由于Native Agent没有挂靠(attach)在 JVM 上，因此不会受到 JVM 挂起（特别是与垃圾收集）的影响，可以在 JVM 停止（让进程仍然运行）期间仍采集数据，这样可以帮助我们采集有关垃圾回收所导致的JVM挂起对当前正在执行应用线程的实际影响的信息，而 Java Agent则无法获得这样的信息，因为它受到 JVM挂起的影响，而不能执行自身的代码来收集数据。

总结

Native Agent因为工作原因的不同，导致其与Java Agent相比，拥有明显的优势，具体总结如下：
1. 获取JVM运行时的性能参数。
2. 获取JVM线程栈信息
3. 不受JVM的运行状态影响。
4. 开销更少

本文翻译自：http://apmblog.dynatrace.com/2014/01/15/pros-and-cons-of-using-java-vs-native-agent-for-application-performance-management/