Java é uma linguagem de programação orientada a objetos, amplamente utilizada e comprovada, ideal para o desenvolvimento de aplicações empresariais, web e móveis. Devido à sua robustez, adaptabilidade e independência de plataforma, Java tem sido a escolha preferida para construir sistemas críticos em setores como finanças, aeroespacial, saúde, varejo e logística.
De acordo com a Oracle, a empresa detentora do Java, em 2016, 15 bilhões de dispositivos executavam Java e, em 2017, contabilizavam-se 38 bilhões de Máquinas Virtuais Java (JVMs) ativas e 21 bilhões de JVMs conectadas à nuvem. Uma Máquina Virtual Java (JVM) é o ambiente de tempo de execução que possibilita a execução de aplicações Java.
Esses dados evidenciam que, a qualquer momento, bilhões de transações comerciais cruciais são processadas por aplicações Java. Portanto, a capacidade de monitorar o desempenho dessas aplicações é fundamental para assegurar o seu funcionamento otimizado. Este processo é denominado monitoramento Java.
O monitoramento Java envolve a observação, medição e análise do comportamento e performance de aplicações Java. Utiliza-se software de monitoramento Java para acompanhar métricas essenciais da JVM, proporcionando visibilidade completa e insights sobre a saúde, o desempenho e o comportamento de uma aplicação Java.
Importância do Monitoramento Java
O monitoramento Java é um processo indispensável, especialmente em aplicações empresariais Java, que são complexas, lidam com grandes volumes de dados e suportam transações de negócios críticas. Tais aplicações devem operar de forma confiável e otimizada em todos os momentos.
O monitoramento Java assegura o desempenho otimizado e a alocação eficiente de recursos em aplicações Java. Fornece informações detalhadas sobre a performance de uma aplicação em diferentes cenários, permitindo identificar áreas que necessitam de melhoria.
Essas informações também auxiliam na tomada de decisões sobre a alocação ideal de recursos para uma aplicação, garantindo a disponibilidade e utilização adequada dos recursos necessários.
Adicionalmente, o monitoramento Java possibilita a detecção proativa de problemas. As ferramentas de monitoramento Java vigiam a aplicação e emitem alertas e relatórios sobre anomalias identificadas. Isto permite que as equipes de desenvolvimento resolvam problemas antes que eles causem grandes disrupções na aplicação.
O monitoramento também contribui para reforçar a segurança da aplicação Java, pois auxilia na deteção de atividades suspeitas e possíveis vulnerabilidades, através da análise de logs e padrões de sistema.
Além disso, melhora a experiência do usuário, minimizando tempos de inatividade, otimizando tempos de resposta e reduzindo erros na aplicação. Em última análise, o monitoramento Java permite que empresas e organizações economizem recursos.
Métricas Monitoradas no Monitoramento Java
Algumas das métricas mais importantes monitoradas no monitoramento Java incluem:
Uso de Memória
Para que o código seja executado, ele necessita de memória. Em aplicações baseadas na JVM, utiliza-se uma área da memória chamada de Heap para criar e armazenar objetos. À medida que os usuários interagem com as aplicações e fazem requisições, mais objetos são criados, aumentando a quantidade de memória Heap utilizada.
O uso da memória Heap também aumenta com o volume de dados processados. Após a conclusão do processamento e atendimento das solicitações, os objetos criados devem ser eliminados para liberar espaço para a criação de novos objetos.
A ausência desta limpeza pode indicar uma fuga de memória. Se não houver espaço para criar mais objetos na memória Heap, ocorre um erro OutOfMemory, que pode interromper a JVM e travar a aplicação.
O monitoramento do uso de memória, em particular a memória Heap, é crucial para identificar fugas de memória e erros como o OutOfMemory.
Coleta de Lixo
A remoção de objetos não referenciados ou desnecessários da memória Heap é realizada pela coleta de lixo, uma operação executada pela JVM. A coleta de lixo é um processo que consome muitos recursos e suspende temporariamente a execução da aplicação até a sua conclusão.
Se a coleta de lixo ocorrer com muita frequência ou um ciclo de coleta demorar demasiado, o desempenho da aplicação, especialmente a sua capacidade de resposta, será comprometido. O desempenho geral da JVM também é afetado, sendo fundamental monitorizar a frequência e a duração da coleta de lixo.
Threads da JVM
Aplicações Java operam e processam as solicitações do usuário utilizando threads. Assim como os sistemas operacionais executam operações usando processos, a JVM faz o mesmo usando threads.
Quando existem muitos threads ativos, mais recursos são exigidos, como utilização da CPU e uso de memória. Um número excessivo de threads pode tornar a aplicação e o servidor lentos devido ao uso intensivo de recursos.
Muitos threads ativos podem indicar um problema no back-end da aplicação. No entanto, é importante ter threads suficientes para lidar com as solicitações dos usuários. Se os threads forem insuficientes, o tempo de resposta da aplicação aumentará.
Portanto, é crucial monitorar o número de threads ativos para garantir o desempenho ideal da aplicação em todos os momentos.
Para monitorar essas métricas essenciais em sua aplicação Java, existem várias ferramentas disponíveis. Algumas das melhores incluem:
ManageEngine Applications Manager
O ManageEngine Applications Manager é uma ferramenta de monitoramento Java rica em funcionalidades, utilizada por empresas como Airbus, Graincorp e Costco.
O ManageEngine Applications Manager oferece uma ferramenta que permite monitorar e solucionar problemas de desempenho de aplicações Java, obter insights sobre os seus servidores de aplicações Java, monitorar a integridade e o desempenho das JVMs e do Java Management Extensions (JMX), além de auxiliar na gestão de falhas e na geração de relatórios.
O monitoramento de JVM do ManageEngine Applications Manager fornece informações em tempo real sobre o uso de memória Heap e Não-Heap, bem como detalhes extensos de threads. Permite monitorar a coleta de lixo Java, assegurando que a capacidade de resposta da sua aplicação não seja afetada.
O ManageEngine Application’s Manager possibilita a otimização do desempenho de servidores de aplicações baseados em Java através do rastreamento de indicadores críticos de desempenho como concorrência, métricas de memória, JDBC, JVM e métricas JMS.
SolarWinds Server & Application Monitor
O SolarWinds® Server & Application Monitor (SAM) é uma ferramenta versátil, projetada especificamente para monitorar, melhorar e otimizar o desempenho dos servidores de aplicações Java, impulsionando, assim, a performance das aplicações Java.
Um servidor de aplicações Java é uma Máquina Virtual Java que oferece um ambiente para executar aplicações empresariais ou de usuário baseadas em Java. O SAM permite o monitoramento de servidores a nível de hardware e software e envia alertas sobre problemas detectados, permitindo que sejam resolvidos antes de causarem grandes transtornos.
Dado que as organizações geralmente utilizam servidores de aplicações Java de diversos fornecedores, o SAM possibilita que os usuários monitorem facilmente os servidores de vários fornecedores a partir de uma única interface. Para isso, disponibiliza templates e funcionalidades altamente customizáveis, permitindo que os usuários tenham total controle sobre o que pretendem observar nos seus servidores e como desejam visualizar.
Com o SAM, os usuários podem monitorar métricas do servidor de aplicações Java, como tamanho e uso de memória Heap e Não-Heap, coleta de lixo, bases de dados e desempenho das aplicações Java em execução no servidor. Permite também o acompanhamento da concorrência, bem como o monitoramento do desempenho de aplicações web Java.
New Relic Quickstart
O New Relic Quickstart para Java é uma ferramenta de monitoramento Java que oferece um painel intuitivo, estético e fácil de usar, onde as principais métricas de aplicações Java são reportadas. O painel exibe a utilização média da CPU, Heap de memória usado, tempo de CPU da coleta de lixo e as 5 transações mais lentas, entre outros dados.
O New Relic possui um agente Java que monitora bases de dados, servidores de aplicações e sistemas de enfileiramento de mensagens. Permite também a observabilidade ao nível da JVM, fornecendo informações sobre transações, sessões HTTP e dados do pool de threads.
O agente Java possibilita o rastreamento de fluxos de requisição através de sistemas distribuídos, facilitando a identificação de pontos de falha e prevenindo proativamente tempos de inatividade. O agente também oferece suporte à instrumentação personalizada para frameworks e bibliotecas Java complementares, que podem ser utilizadas com aplicações.
Através do painel, os usuários obtêm uma visualização do desempenho de uma aplicação Java. O New Relics também fornece quatro alertas: alta utilização da CPU, erros de transação, duração média da transação e memória Heap média usada. Esses alertas podem ser utilizados para detectar e reportar alterações nas principais métricas de desempenho da aplicação Java.
AppDynamics
As ferramentas de monitoramento Java AppDynamics da Cisco são um conjunto gratuito de ferramentas para monitoramento Java. O AppDynamics suporta todas as JVMs e servidores de aplicações com Java 1.5 ou superior. Oferece também uma estrutura completa e suporte de protocolo para dar aos usuários total visibilidade nas suas aplicações Java.
O AppDynamics adiciona o contexto da sua aplicação ao observar as métricas da JVM, e permite monitorar o desempenho das transações comerciais e do código associado, enquanto a JVM da sua aplicação está a ser executada em produção. Além disso, fornece alertas customizáveis para quando surgem problemas na aplicação.
O AppDynamics permite rastrear o tempo de resposta, os níveis de serviço e o rendimento das transações comerciais, oferecendo também suporte ao detalhamento da execução do código das transações na sua aplicação Java.
Caso identifique solicitações ou transações lentas na sua aplicação, o AppDynamics, com um único clique, oferece uma visão da pilha completa de execução do código. Isso permite identificar facilmente onde o tempo foi gasto na sua JVM e código, auxiliando na remoção de gargalos de desempenho em aplicações Java.
Datadog
Datadog oferece ferramentas de monitoramento Java com o objetivo de fornecer uma plataforma onde os usuários possam obter total visibilidade das suas aplicações Java, nunca perder alertas críticos e solucionar problemas e otimizar as suas aplicações Java até à linha de código, sobretudo em sistemas distribuídos.
O Datadog oferece monitoramento Java de ponta a ponta em tempo real, permitindo analisar cada solicitação e encontrar formas de otimizar o desempenho da sua aplicação. Assegura também a implementação bem-sucedida de todas as versões do código Java e permite o monitoramento de dependências e a integridade dos serviços Java.
Outra oferta importante do Datadog centra-se na solução de problemas e na otimização de aplicações. O Datadog possibilita monitorar serviços Java até à linha de código para reduzir erros, otimizar o consumo de recursos e diminuir gargalos de latência em serviços Java.
O Datadog permite criar painéis que combinam diferentes métricas monitoradas, proporcionando uma fácil visualização do desempenho da sua aplicação.
Dynatrace
Dynatrace é uma ferramenta de monitoramento Java robusta e rica em recursos, utilizada por empresas como Dell, SAP e Kroger, e que oferece suporte a todas as estruturas Java comuns. O Dynatrace permite monitorar JVMs, servidores, aplicações Java e queries de bases de dados em tempo real para melhorar o desempenho do seu código Java.
Para compreender o desempenho das suas aplicações, o Dynatrace fornece informações chave de desempenho Java, como métricas da JVM, coleta de lixo, memória gerenciada por Java, threads ocupados e ociosos, solicitação web e tamanho da resposta, entre muitos outros.
Para evitar painéis sobrecarregados, o Dynatrace oferece uma visão geral do que necessita saber sobre as suas aplicações Java e, em seguida, proporciona a possibilidade de aprofundar cada métrica e transação e obter mais detalhes.
O Dynatrace também detecta e diagnostica problemas automaticamente e aponta para a causa raiz do problema antes que os usuários finais sejam afetados. Permite ainda identificar e resolver facilmente problemas de desempenho e gargalos na sua aplicação. O Dynatrace é uma ferramenta repleta de recursos que vale a pena considerar.
Site 24×7
O Site 24×7 oferece ferramentas de monitoramento Java que rastreiam as principais métricas da JVM em várias plataformas e depuram erros para otimizar a experiência do usuário final. Permite o monitoramento em tempo real do desempenho de aplicações Java, visualizando queries SQL lentas e rastreamentos distribuídos, oferecendo aos usuários alertas de interrupção impulsionados por IA para suas aplicações.
Com o Site24x7, pode monitorar métricas de JVM, como contagem de uso da CPU, uso de memória, coleta de lixo e resumo de threads. Além disso, pode configurar alertas para quando ocorre um problema com qualquer uma dessas métricas.
Desenvolvedores também podem facilmente rastrear métodos e funções de baixo desempenho no código e avaliar chamadas de bases de dados para identificar as tabelas de dados mais acedidas, as tabelas mais ocupadas e as transações de bases de dados mais executadas com os seus tempos de resposta.
O Site24x7 também oferece um recurso onde é possível acompanhar o desempenho de recursos ou módulos específicos na sua aplicação e transações em segundo plano, como agendadores e manutenção.
SolarWinds AppOptics
O SolarWinds AppOptics é uma ferramenta de monitoramento Java que simplifica a identificação de gargalos de desempenho em aplicações e servidores Java e promove aplicações Java de alto desempenho. O AppOptics realiza a instrumentação automaticamente, simplificando o processo de monitoramento Java para os usuários.
O SolarWinds AppOptics também rastreia requisições de aplicações utilizando rastreamento distribuído para identificar falhas na execução das transações na aplicação.
Isso ajuda também a descobrir áreas que estão a causar latência no desempenho. Adicionalmente, esta ferramenta pode executar perfis de código em tempo real para ajudar a identificar problemas na sua aplicação Java até à linha de código que está a causar os problemas.
O AppOptics pode ser integrado com outras ferramentas da SolarWinds, como Pingdom e Loggly, para criar uma solução mais abrangente com suporte para monitoramento de aplicações em tempo real.
Conclusão
O monitoramento Java é um processo fundamental para qualquer aplicação Java. Para garantir alto desempenho na sua aplicação Java, melhor segurança, menos erros, tempos de resposta rápidos e pouco ou nenhum tempo de inatividade, considere a utilização das ferramentas de monitoramento Java mencionadas neste artigo.
Isso não só tornará a sua aplicação melhor, mas também economizará dinheiro para a sua empresa e deixará os seus clientes e usuários mais satisfeitos.
Pode também explorar as melhores ferramentas de monitoramento JBoss.