架构（十七）翻译监控

一、引言

作者最近做的一个功能是需要监控一个翻译转换，根据国家和语言进行分组，然后定时把监控情况放到ck里面。为什么是分组和定时监控呢？因为调用比较高的系统的qps在单机一万多，70台机器，可怕的高频调用注定他不能实时分析。

二、方案设计

1、需求

先明确一下功能点，翻译监控很多读者可能不太理解，大家可以类比redis缓存监控，只不过由于高频不能做实时监控，要根据国家、语言把redis缓存进行分组监控，方便监控一段时间内的国家语言维度对应key的缓存访问频率。

2、分析

首先要增加切点，因为这种监控肯定要方便发布、无需更新pom，所以要在字节码增强里面做

要实现这样的监控，首先要有一个存储，把国家+语言+key作为唯一键，存储他的频率，这种肯定是需要一个map了。

还需要定时将map存储的数据发送到ck，那就需要开启一个可配置频率的定时任务。定时任务的开启也是一个问题，因为在javaagent里面使用不了Spring的定时包，原因之前的文章说过。所以必须使用jdk原生的工具，jdk倒是使用延时队列和lock阻塞实现了一个ScheduledThreadPoolExecutor。

使用ScheduledThreadPoolExecutor要注意它的无界队列，但是他没有提供更改队列数量的方法，那我们有两个方案：一个是使用信号量进行阻塞，防止大量任务进入队列；另外一种是封闭这个线程池，只在开启一次，队列不进行二次任务进入

这里就带来了并发问题，map在被定时任务读取发送到ck的时候，还有高频的写入操作，加锁就太影响性能了。那么有什么巧妙的设计可以规避吗？可以设置两个map，一个用来读一个用来写，在定时任务读取的时候设置标志位，切换map的使用。

三、代码

分析完了还是要在代码中实践，会发现更多问题

1、map存储

使用了一个AtomicBoolean标识目前使用的map

java 复制代码

public class MonitorMapHandleUtils {
    private static final ConcurrentHashMap<String, Integer> firstMap = new ConcurrentHashMap<>();

    private static final ConcurrentHashMap<String, Integer> secondMap = new ConcurrentHashMap<>();


    private static AtomicBoolean useFirst = new AtomicBoolean(true);

    private static final String SEMICOLON = ";";

    /**
     * country+ key + locale维度分组
     * 
     * @param key
     */
    public static void pushMap(Object key, Object locale, String country) {

        String key = country + SEMICOLON + key + SEMICOLON + locale;
        if (useFirst.get()) {
            firstMap.compute(key, (k, v) -> (v == null) ? 1 : v + 1);
            return;
        }
        secondMap.compute(key, (k, v) -> (v == null) ? 1 : v + 1);
    }

    public static void runSendMap() {
        if (useFirst.get()) {
            sendMap(firstMap);
            return;
        }
        sendMap(secondMap);
    }

    /**
     * 控制分钟级别，不会有useFirst连续设置的风险
     * 
     * @param map
     */
    protected static void sendMap(ConcurrentHashMap<String, Integer> map) {
        useFirst.set(!useFirst.get());
        map.forEach((k, v) -> MonitorMapHandleUtils.sendCk(k, v));
        map.clear();
    }

    private static void sendCk(String key, Integer count) {
    }
}

2、定时发送

这里其实是不断的在取延时多久执行，配置中心都是推送客户端缓存的，所以这里的检查不会有多少性能损耗

使用start开启定时任务，可以思考下为什么要这样做。比如有的同事说为什么不在static静态块里面处理？

首先即使在静态块处理，这个类也必须是主动使用的，否则不会被按需加载，类的主动使用包括以下几种情况：

java 复制代码

创建类的实例。

访问类的静态方法。

访问类的静态字段，除了声明为final的字段，它们是编译时常量。

使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用。

初始化一个类的子类（首先会初始化父类）。

加载的时候必须保证所需的包已经加载好了，这里有什么操作？配置中心的首次检查，更新延时时间，所以我们必须让这个定时类的方法被调用，而且是在配置中心包加载好之后才能调用。

这样的话就要把MonitorMapHandleUtils使用的变量或者方法放在MonitorDynamicScheduledTask，然后调用，这样才能保证配置中心一定是已经加载好的，这取决于调用的时机，只有被调用到的时候这些类才会按需加载，这样代码结构看起来就会比较诡异，互相依赖

定时类只放开了一个方法，并且调用一次之后就不再允许处理，避免多次调用，所以就不会有无界队列过多任务的风险

java 复制代码

public class MonitorDynamicScheduledTask {

    private static final ScheduledExecutorService scheduler = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
    /**
     * 初始延迟时间，单位为分钟
     */
    private static volatile int currentDelay = 240;

    private static AtomicBoolean startFlag = new AtomicBoolean(false);

    /**
     * 开启仅执行一次，并发执行多次也没关系，瞬时不影响
     */
    public static void start() {
        if (startFlag.get()) {
            return;
        }
        MonitorDynamicScheduledTask.checkDelay();
        scheduleTask(currentDelay);
        startFlag.set(true);
    }

    /**
     * 进入队列，不会有递归调用的方法栈问题
     * 
     * @param delayInHours
     */
    private static void scheduleTask(int delayInHours) {
        scheduler.schedule(() -> {
            if (Config.monitorRun()) {
                MonitorMapHandleUtils.runSendMap();

                MonitorDynamicScheduledTask.checkDelay();

                // 重新调度下一次执行
                MonitorDynamicScheduledTask.scheduleTask(currentDelay);
            }
        }, delayInHours, TimeUnit.MINUTES);
    }

    private static void checkDelay() {
        // 检查配置中心是否有更新
        int newDelay = Config.monitorInterval();
        if (newDelay != currentDelay && newDelay > 0) {
            currentDelay = newDelay;
        }
    }
}

四、总结

翻译监控不难，难的是在agent无侵入的情况下去监控，要考虑性能损耗、类加载时机、包加载时机，即使是简单的并发也要考虑不能用锁造成性能损耗