OSHI Java库：跨平台系统与硬件信息采集神器

崔认知

发布于 2025-05-27 11:48:43

1.4K0

文章被收录于专栏：nobodynobody

OSHI（操作系统和硬件信息）是一个免费的开源 Java 库，用于获取系统信息，如 CPU、内存、磁盘、网络和操作系统详情。它作为跨平台的替代方案，替代了特定于平台的监控工具，抽象了底层操作系统级别的 API。让我们深入了解如何使用 Java OSHI 以平台无关的方式收集系统级信息。

1. OSHI 是什么？

OSHI 代表操作系统和硬件信息。它利用 Java 原生访问（JNA）与原生系统 API 交互，使其能够在多个操作系统上无缝运行，而无需编译原生代码。

1.1 主要特点

OSHI 因其便携性、易用性以及对外部二进制文件的零依赖而脱颖而出。以下是一些主要亮点：

支持 Windows、macOS、Linux 和 Solaris 等跨平台
使用 JNA 的纯 Java 实现，无需原生代码
轻量级且易于集成到现有 Java 应用中
在 GitHub 上拥有活跃的社区和频繁的更新

1.2 优势

对于使用 Java 的开发人员和 DevOps 工程师，OSHI 带来了诸多优势：

无需外部二进制文件或特定于平台的代理 —— 只需添加依赖即可开始使用
统一的跨平台 API，抽象了操作系统特定的细微差别
非常适合系统监控仪表板、日志代理和健康检查模块
内置支持获取 CPU 使用率、内存、磁盘 I/O 和网络接口等指标

1.3 限制

尽管功能丰富，但开发人员应了解 OSHI 的一些限制：

性能：由于 JNA 开销，可能比直接使用特定于平台的原生 API 更慢
API 可变性：依赖底层原生 API，这些 API 可能因操作系统版本和配置而异
只读：OSHI 主要提供对系统数据的只读访问权限（无法执行控制操作，如重启服务）

1.4 为何使用 OSHI 进行系统监控？

对于使用 Java 构建跨平台监控解决方案的开发人员，OSHI 是首选。原因如下：

简单性：消除了对特定于操作系统的脚本或工具（如 top、vmstat 或 iostat）的需求
集成性：可以轻松地嵌入到 Spring Boot 应用、JavaFX 仪表板或基于 CLI 的工具中
可扩展性：提供关于 CPU、内存、磁盘、网络接口、进程、传感器等的详细信息

2. 代码示例

本部分提供了将 OSHI 库集成到 Java 项目的完整指南，包括依赖设置、系统监控逻辑的实现以及对输出结果的解读。

2.1 添加依赖（pom.xml）

要在项目中开始使用 OSHI，必须首先将所需依赖添加到 pom.xml 文件中。这使 Maven 能够获取并包含 OSHI 核心库到构建路径中。

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

2.2 Java 代码

添加依赖后，可以编写利用 OSHI 获取实时硬件和软件指标的 Java 代码。以下代码片段演示了如何访问和显示系统信息。

import oshi.SystemInfo;
import oshi.hardware.CentralProcessor;
import oshi.hardware.ComputerSystem;
import oshi.hardware.GlobalMemory;
import oshi.hardware.HWDiskStore;
import oshi.hardware.NetworkIF;
import oshi.hardware.Sensors;
import oshi.software.os.OperatingSystem;
import oshi.software.os.OSProcess;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * OshiSystemMonitor 演示了如何使用 OSHI 库来检索和显示详细的系统信息，包括操作系统详情、CPU 使用率、内存统计、磁盘信息、网络接口、运行进程和传感器数据。
 */
publicclass OshiSystemMonitor {

    /**
     * 主方法用于运行系统监控程序。
     * 它打印操作系统的硬件详情、1 秒内的 CPU 使用率、内存使用率、磁盘详情、网络接口统计信息、运行进程和传感器信息。
     *
     * @param args 命令行参数（未使用）
     * @throws InterruptedException 如果在计算 CPU 负载时线程休眠被中断
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 初始化 SystemInfo 对象以访问硬件和操作系统信息
        SystemInfo systemInfo = new SystemInfo();

        // 获取基本的操作系统和计算机系统信息
        OperatingSystem os = systemInfo.getOperatingSystem();
        ComputerSystem cs = systemInfo.getHardware().getComputerSystem();

        System.out.println("=== 基本系统信息 ===");
        System.out.println("操作系统：" + os);
        System.out.println("制造商：" + cs.getManufacturer());
        System.out.println("型号：" + cs.getModel());
        System.out.println("序列号：" + cs.getSerialNumber());

        // 获取处理器信息以监控 CPU
        CentralProcessor processor = systemInfo.getHardware().getProcessor();
        System.out.println("\n=== CPU 信息 ===");
        System.out.println("CPU：" + processor.getProcessorIdentifier().getName());

        // 捕获 CPU 刻度以测量 1 秒内的 CPU 负载
        long[] prevTicks = processor.getSystemCpuLoadTicks();

        // 休眠 1 秒以计算两次刻度之间的 CPU 使用率
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        // 计算两组刻度之间的 CPU 使用率百分比
        double cpuLoad = processor.getSystemCpuLoadBetweenTicks(prevTicks) * 100;
        System.out.printf("CPU 使用率：%.2f%%\n", cpuLoad);

        // 获取内存信息以计算总内存、已用内存和空闲内存
        GlobalMemory memory = systemInfo.getHardware().getMemory();
        long total = memory.getTotal();
        long available = memory.getAvailable();
        long used = total - available;

        System.out.println("\n=== 内存信息 ===");
        System.out.println("总内存：" + (total / 1024 / 1024) + " MB");
        System.out.println("已用内存：" + (used / 1024 / 1024) + " MB");
        System.out.println("空闲内存：" + (available / 1024 / 1024) + " MB");

        // 磁盘信息
        System.out.println("\n=== 磁盘信息 ===");
        List<HWDiskStore> diskStores = systemInfo.getHardware().getDiskStores();
        for (HWDiskStore disk : diskStores) {
            System.out.println("磁盘名称：" + disk.getName());
            System.out.println("型号：" + disk.getModel());
            System.out.println("序列号：" + disk.getSerial());
            System.out.println("大小：" + (disk.getSize() / 1024 / 1024 / 1024) + " GB");
            System.out.println("读取次数：" + disk.getReads());
            System.out.println("写入次数：" + disk.getWrites());
            System.out.println("已读取字节数：" + disk.getReadBytes());
            System.out.println("已写入字节数：" + disk.getWriteBytes());
            System.out.println();
        }

        // 网络接口信息
        System.out.println("\n=== 网络接口 ===");
        List<NetworkIF> networkIFs = systemInfo.getHardware().getNetworkIFs();
        for (NetworkIF net : networkIFs) {
            net.updateAttributes(); // 刷新接口统计信息
            System.out.println("名称：" + net.getName());
            System.out.println("显示名称：" + net.getDisplayName());
            System.out.println("MAC 地址：" + net.getMacaddr());
            System.out.println("IPv4：" + String.join(", ", net.getIPv4addr()));
            System.out.println("IPv6：" + String.join(", ", net.getIPv6addr()));
            System.out.println("已发送字节数：" + net.getBytesSent());
            System.out.println("已接收字节数：" + net.getBytesRecv());
            System.out.println("已发送数据包数：" + net.getPacketsSent());
            System.out.println("已接收数据包数：" + net.getPacketsRecv());
            System.out.println();
        }

        // 进程信息（按 CPU 使用率排名前 5 的进程）
        System.out.println("\n=== CPU 使用率排名前 5 的进程 ===");
        List<OSProcess> procs = os.getProcesses(5, OperatingSystem.ProcessSort.CPU);
        for (OSProcess proc : procs) {
            System.out.printf("进程 ID：%d，名称：%s，CPU 使用率：%.2f%%，内存：%d MB\n",
                    proc.getProcessID(),
                    proc.getName(),
                    100d * proc.getProcessCpuLoadCumulative(),
                    proc.getResidentSetSize() / 1024 / 1024);
        }

        // 传感器信息
        Sensors sensors = systemInfo.getHardware().getSensors();
        System.out.println("\n=== 传感器信息 ===");
        System.out.println("CPU 温度：" + sensors.getCpuTemperature() + " °C");
        System.out.println("CPU 风扇转速：" + sensors.getFanSpeeds()[0] + " RPM（如果可用）");
        System.out.println("CPU 电压：" + sensors.getCpuVoltage() + " V");
    }
}

2.2.1 代码解释

OshiSystemMonitor Java 程序利用 OSHI 库以跨平台方式收集和显示全面的系统信息。它首先初始化一个 SystemInfo 对象以访问硬件和操作系统信息，然后打印基本系统数据，如操作系统名称、制造商、型号和序列号。通过捕获 CPU 刻度并在 1 秒前后进行比较，计算实时 CPU 负载百分比来监控 CPU 使用率。然后，它获取内存统计信息，包括总内存、已用内存和空闲内存，并将字节转换为兆字节以便于阅读。通过遍历所有物理磁盘存储来收集磁盘信息，显示其名称、型号、序列号、大小和读写统计信息。同样，网络接口部分列出所有接口及其名称、MAC 地址、IPv4 和 IPv6 地址以及网络流量详情，如发送和接收的字节数和数据包数，并在打印前更新统计信息。对于进程监控，程序按 CPU 使用率获取排名前五的运行进程，显示每个进程的 ID、名称、CPU 负载和内存消耗。最后，它访问硬件传感器以报告 CPU 温度、风扇转速（如果可用）和 CPU 电压，一次性提供系统性能和健康状况的快照。

2.2.2 代码输出

当程序执行时，它会打印有关系统操作系统的硬件、CPU 使用率和内存统计信息的详细信息。

=== 基本系统信息 ===
操作系统：Windows 11 build 22621
制造商：Dell Inc.
型号：XPS 15 9500
序列号：ABC123XYZ

=== CPU 信息 ===
CPU：Intel(R) Core(TM) i7-10750H CPU @ 2.60GHz
CPU 使用率：12.34%

=== 内存信息 ===
总内存：16384 MB
已用内存：7312 MB
空闲内存：9072 MB

=== 磁盘信息 ===
磁盘名称：\\.\PhysicalDrive0
型号：Samsung SSD 970 EVO 1TB
序列号：S3Z6NX0M123456
大小：931 GB
读取次数：123456
写入次数：654321
已读取字节数：9876543210
已写入字节数：1234567890

=== 网络接口 ===
名称：eth0
显示名称：以太网适配器
MAC 地址：00-1A-2B-3C-4D-5E
IPv4：192.168.1.10
IPv6：fe80::1a2b:3c4d:5e6f:7a8b
已发送字节数：1234567
已接收字节数：7654321
已发送数据包数：12345
已接收数据包数：54321

=== CPU 使用率排名前 5 的进程 ===
进程 ID：1234，名称：chrome.exe，CPU 使用率：15.67%，内存：450 MB
进程 ID：5678，名称：java.exe，CPU 使用率：10.23%，内存：1200 MB
进程 ID：9101，名称：explorer.exe，CPU 使用率：5.45%，内存：200 MB
进程 ID：1121，名称：code.exe，CPU 使用率：3.89%，内存：350 MB
进程 ID：3141，名称：slack.exe，CPU 使用率：2.15%，内存：150 MB

=== 传感器信息 ===
CPU 温度：55.0 °C
CPU 风扇转速：1200 RPM（如果可用）
CPU 电压：1.2 V