系统性能监控系列1：使用JAVA动态代理实现非侵入式的性能测量方法

当我们开发的服务上线后，线上的系统运行状态（是否正常，性能是否满足需求）等等就成了架构师和研发工程师关心的问题 。对于系统监控有很多维度，比如：监控CPU，磁盘IO，监控服务请求的响应时间等。相对于这些来说，我今天要给大家分享的是具体的代码层次的性能测量。

       有过一定开发经验的朋友，在代码遇到性能问题的时候，需要对代码进行性能测量。一般的方法是：在调用每一个目标方法是启动性能监视，在目标方法结束后计算执行时间并输出到console或者是log中，以遍进行代码性能的分析。我们首先讨论侵入式性能测量方法。

一、侵入式性能测量方法：

        我们在进行业务开发的时候通常会设计一个业务接口，然后在让具体实现类继承接口，实现具体的业务功能。这里我定义了一个UserService接口如图下



下面我们来看下UserService接口的具体实现类，如下图所示：



图1

PerformanceMonitor工具类的定义如下：



图2

如果要想测量doSomething的执行性能，我们需要在doSomething的方法中加入性能测量代码（如图1红框中代码所示）。当我们有很多的函数需要测量，那么像如上图1所示UserServiceNoPorxyImpl的实现的话，我们需要做很多的重复工作，需要把对PerformanceMonitor的调用复制到所有需要测量的函数内部。这是一个繁琐而且没有工作效率的事情。最恐怖的是，这些代码掺杂在正常的业务代码中，影响后期系统维护。那么有没有好办法解决这个问题呢？答案是有。

二、JAVA的动态代理机制性能测量方法

动态代理是JDK1.3之后提供的开发技术，它允许开发者在程序运行期间创建接口的代理实例。JDK的动态代理主要涉及到java.lang.reflect包中的两个类：Proxy和InvocationHandler。InvocationHandler是一个接口。可以通过实现该接口进行性能测量方法。关于动态代理的具体细节请大家Google下。在这里就不赘述了。

首先我们删除了doSomething中的性能测量代码，如下所示：



图3

从上图中可以看出，改写后的UserService实现类中方法doSomething中已经将性能测量代码都去掉了，只剩下业务逻辑代码，是不是很清爽？

那么问题来了，既然doSomething中没有了性能测量代码，我们怎么能够实现具体的性能测量呢。这是我们就需要InvocationHandler接口的帮助了，我们将性能测量代码实现在InvocationHandler接口的实现类PerformanceHandler中，代码如下图所示：



PerfomaceHandler关键所在如上图中③所示（调用业务目标的方法，在我们这里就是调用doSomething方法）。

具体调用过程如图3红框中所示，我们需要使用到Proxy类的newProxyInstance静态方法来动态创建一个UserService的代理接口。该方法的第一个参数是类加载器，第二个参数是创建代理实例所需要实现的一组接口，第三个参数是InvocationHandler。

通过测试，我们发现上述代码和侵入式性能测试代码的效果一致。我们通过使用JAVA的动态代理机制我们把性能测试代码和业务逻辑代码解耦。