OSHI簡介

1. 概述

在本教程中，我們將學習一些有趣的內容，以幫助我們了解我們的系統。每當我們考慮在 Java 中檢查 CPU 使用率、記憶體狀態或磁碟空間時，我們可能會問自己， “我需要呼叫系統命令或使用 JNI 嗎？ “不！這就是 OSHI（作業系統和硬體資訊）的用武之地。

OSHI 是一個純 Java 庫，可以幫助我們獲取系統級詳細信息，而無需任何本機依賴。它充當我們的 Java 應用程式和系統 API 之間的橋樑，以跨平台的方式提取有關作業系統、硬體和網路的有用資訊。

2. 為什麼要使用OSHI進行系統監控？

我們可能會想，「為什麼不直接使用Runtime.exec()或System.getProperty() ？」嗯，這些方法是有限的。 System.getProperty()只能取得作業系統名稱和版本，而Runtime.exec()需要特定於作業系統的指令。

另一方面，OSHI可與最受歡迎的作業系統（Windows、macOS、Linux）相容。它提供有關 CPU、RAM、磁碟、感測器和網路的深度系統洞察。由於它完全基於 Java，因此它不需要本機程式碼，最後但並非最不重要的一點是，它輕量且易於使用——我們只需要添加一個依賴項。

3. 主要特點和優勢

透過 OSHI，我們可以：

• 取得作業系統詳細資訊：名稱、版本、架構和正常運行時間
• 監控 CPU 使用率、核心詳細資訊和處理器速度
• 取得記憶體統計資訊：總 RAM、可用記憶體、交換使用情況
• 檢索磁碟儲存資訊：分割區、讀取/寫入速度
• 追蹤網路介面、IP 位址和頻寬使用情況
• 存取感測器數據，如 CPU 溫度、風扇速度和電壓（如果支援）

現在，讓我們進一步看看如何實現這些功能。

4. 在 Java 專案中設定 OSHI

在我們深入研究有趣的東西之前，讓我們先將 OSHI 加入我們的專案中。

如果我們使用 Maven，我們需要將oshi-core依賴項新增到我們的pom.xml中：

<dependency>

 <groupId>com.github.oshi</groupId>

 <artifactId>oshi-core</artifactId>

 <version>6.4.2</version>

 </dependency>

一旦添加，OSHI 就可以準備推出！

5. 檢索基本系統訊息

現在 OSHI 已經設定好了，讓我們從基礎開始：取得作業系統詳細資訊並檢查系統正常運作時間。

5.1.取得作業系統詳細信息

將我們的作業系統視為機器的大腦。如果知道我們正在運行的是什麼作業系統、哪個版本以及它是 32 位元還是 64 位，那不是很好嗎？

讓我們看看使用 OSHI 可以多麼輕鬆地做到這一點：

@Test

 void givenSystem_whenUsingOSHI_thenExtractOSDetails() {

 SystemInfo si = new SystemInfo();

 OperatingSystem os = si.getOperatingSystem();



 assertNotNull(os, "Operating System object should not be null");

 assertNotNull(os.getFamily(), "OS Family should not be null");

 assertNotNull(os.getVersionInfo(), "OS Version info should not be null");

 assertTrue(os.getBitness() == 32 || os.getBitness() == 64, "OS Bitness should be 32 or 64");

 }

該程式碼從 OSHI 庫建立一個SystemInfo物件來存取與系統相關的詳細資訊。然後，它檢索OperatingSystem實例，該實例提供作業系統系列、版本和位數等資訊。

5.2.檢查系統正常運作時間

有沒有想過我們的系統已經運作多久而不需要重新啟動？系統正常運作時間告訴我們：

@Test

 void givenSystem_whenUsingOSHI_thenExtractSystemUptime() {

 SystemInfo si = new SystemInfo();

 OperatingSystem os = si.getOperatingSystem();



 long uptime = os.getSystemUptime();

 assertTrue(uptime >= 0, "System uptime should be non-negative");

 try {

 Thread.sleep(2000);

 } catch (InterruptedException e) {

 fail("Test interrupted");

 }

 long newUptime = os.getSystemUptime();

 assertTrue(newUptime >= uptime, "Uptime should increase over time");

 }

在這裡，我們透過建立SystemInfo物件並存取OperatingSystem實例來使用 OSHI 檢索系統正常運行時間。測試首先檢查系統正常運作時間是否為非負數，以確保數值有效。然後，它使用Thread.sleep(2000)暫停兩秒鐘，處理中斷。延遲後，它會再次取得系統正常運作時間，可用於驗證正常運作時間是否隨著時間的推移而增加。

如果我們看到類似3600 seconds這樣的值，則表示我們的機器已經啟動了一個小時。

6. 使用 OSHI 監控 CPU

CPU（中央處理單元）是任何系統的核心。監控其使用情況、負載和核心數量對於效能調整至關重要。

6.1.取得處理器詳細信息

OSHI 可以使用 Java 輕鬆取得處理器的名稱、核心數量和時脈速度：

@Test

 void givenSystem_whenUsingOSHI_thenExtractCPUDetails() {

 SystemInfo si = new SystemInfo();

 CentralProcessor processor = si.getHardware().getProcessor();



 assertNotNull(processor, "Processor object should not be null");

 assertTrue(processor.getPhysicalProcessorCount() > 0, "CPU must have at least one physical core");

 assertTrue(processor.getLogicalProcessorCount() >= processor.getPhysicalProcessorCount(),

 "Logical cores should be greater than or equal to physical cores");

 }

此測試初始化一個 來自 OSHI 的SystemInfo物件並檢索 來自系統硬體的CentralProcessor實例。這 CentralProcessor提供有關 CPU 的詳細信息，例如核心數、處理器識別碼和負載指標，但此程式碼片段中不存在任何斷言或驗證。

方法**processor.getPhysicalProcessorCount( )傳回系統中的物理CPU核心的數量。它確保系統至少有一個物理核心，並且processor.getLogicalProcessorCount()傳回邏輯處理器的數量，包括超線程核心**。

6.2.動態測量 CPU 負載

如果我們想檢查我們的 CPU 在某個時刻的繁忙程度，我們可以輕鬆地做到這一點：

@Test

 void givenSystem_whenUsingOSHI_thenExtractCPULoad() throws InterruptedException {

 SystemInfo si = new SystemInfo();

 CentralProcessor processor = si.getHardware().getProcessor();



 long[] prevTicks = processor.getSystemCpuLoadTicks();

 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

 double cpuLoad = processor.getSystemCpuLoadBetweenTicks(prevTicks) * 100;



 assertTrue(cpuLoad >= 0 && cpuLoad <= 100, "CPU load should be between 0% and 100%");

 }

此程式碼捕捉系統的 CPU 負載滴答（ prevTicks ），等待一秒鐘，然後使用getSystemCpuLoadBetweenTicks(prevTicks) * 100計算記錄滴答之間的 CPU 負載百分比。最後，它斷言 CPU 負載在 0% 到 100% 的有效範圍內，確保 OSHI 報告的 CPU 使用率的正確性。

較低的百分比表示我們的 CPU 處於閒置狀態，而較高的百分比表示工作負載較高。

7. 記憶體監控

我們系統的 RAM（隨機存取記憶體）決定了可以同時運行多少個應用程式。

7.1.檢索總 RAM 和可用 RAM

讓我們看看如何檢索系統的總 RAM 和可用 RAM：

@Test

 void givenSystem_whenUsingOSHI_thenExtractMemoryDetails() {

 SystemInfo si = new SystemInfo();

 GlobalMemory memory = si.getHardware().getMemory();



 assertTrue(memory.getTotal() > 0, "Total memory should be positive");

 assertTrue(memory.getAvailable() >= 0, "Available memory should not be negative");

 assertTrue(memory.getAvailable() <= memory.getTotal(), "Available memory should not exceed total memory");

 }

程式碼初始化一個SystemInfo物件並取得GlobalMemory實例，該實例提供與記憶體相關的資訊。它斷言總記憶體為正，確保系統具有有效的 RAM。它還檢查可用內存是否為非負且不超過總內存，從而驗證 OSHI 的內存報告。

7.2.儲存和磁碟信息

硬碟和 SSD 儲存了我們所有的資料。 OSHI 有助於監控總磁碟空間、分割區和使用情況統計資料：

@Test

 void givenSystem_whenUsingOSHI_thenExtractDiskDetails() {

 SystemInfo si = new SystemInfo();

 List<HWDiskStore> diskStores = si.getHardware().getDiskStores();



 assertFalse(diskStores.isEmpty(), "There should be at least one disk");



 for (HWDiskStore disk : diskStores) {

 assertNotNull(disk.getModel(), "Disk model should not be null");

 assertTrue(disk.getSize() >= 0, "Disk size should be non-negative");

 }

 }

程式碼使用 OSHI 檢索磁碟儲存詳細資訊。它會取得以下列表 HWDiskStore實例，代表系統磁碟。 它確保至少存在一個磁碟，然後遍歷每個磁碟，驗證模型名稱不為空且磁碟大小非負。這可確保 OSHI 正確偵測並報告磁碟資訊。

8. OSHI 的局限性

儘管 OSHI 功能豐富，但也存在一些限制：

• 感測器數據可用性取決於硬體支援：並非所有機器都公開溫度或電壓讀數
• 有限的低階控制：OSHI 提供唯讀系統洞察；它不允許系統修改
• 對系統 API 的依賴：某些資訊可能因作業系統不同而略有不同

9. 結論

在本文中，我們看到 OSHI 是一個功能強大但輕量級的 Java 函式庫，用於檢索系統和硬體資訊。它消除了處理本機系統命令、JNI 或平台特定依賴項的麻煩，使其成為需要跨平台系統監控的開發人員的絕佳選擇。

與往常一樣，本文中提供的程式碼可在 GitHub 上取得。