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在云原生架构中,资源利用率直接影响成本效益和系统稳定性:利用率过低造成资源浪费,利用率过高则可能导致服务降级。传统的资源监控工具通常需要登录多个平台查看,运维人员很难在终端设备上快速判断"哪些节点需要扩容"、“应该扩容什么资源”。基于 Kotlin Multiplatform(kmp)与 openharmony,我们实现了一个资源利用率分析引擎:输入各节点的资源使用数据,即可获得利用率评分、趋势分析以及智能扩容建议,并通过 ArkTS 面板进行可视化呈现。本文包含完整的 Kotlin 算法、JavaScript 桥接与 ArkTS UI 实现,并在每段代码后给出详细的工程化解读。

Kotlin 资源利用率分析引擎

@JsExport
fun resourceUtilizationAnalyzer(inputData: String): String {
    val sanitized = inputData.trim()
    if (sanitized.isEmpty()) {
        return "❌ 输入为空,请按 NODE-1:cpu=75,mem=80,disk=60,load=0.85|NODE-2:cpu=65,mem=70,disk=55,load=0.72 格式提供数据"
    }

    val nodes = parseResourceUtilizationSeries(sanitized)
    if (nodes.isEmpty()) {
        return "❌ 未解析到任何节点资源数据,请检查名称与指标"
    }

    val insights = nodes.map { analyzeResourceUtilization(it) }
    val avgUtilization = insights.map { it.utilizationScore }.average()
    val highUtilizationNodes = insights.filter { it.utilizationLevel == "高利用率" || it.utilizationLevel == "严重过载" }
        .joinToString("、") { it.name }
        .ifEmpty { "暂无高利用率节点" }

    val builder = StringBuilder()
    builder.appendLine("📈 资源利用率分析报告")
    builder.appendLine("节点数量: ${nodes.size}")
    builder.appendLine("平均利用率: ${avgUtilization.roundToInt()}%")
    builder.appendLine("高利用率节点: $highUtilizationNodes")
    builder.appendLine("----- 节点资源详情 -----")
    insights.sortedByDescending { it.utilizationScore }.forEach {
        builder.appendLine("${it.name} | 利用率 ${it.utilizationScore.roundToInt()}% | CPU ${it.cpuUsage.roundToInt()}% | 内存 ${it.memoryUsage.roundToInt()}% | 磁盘 ${it.diskUsage.roundToInt()}% | 负载 ${it.loadAverage} | 级别 ${it.utilizationLevel} | 扩容建议 ${it.scalingHint}")
    }
    builder.appendLine("全局扩容建议: ${buildGlobalScalingAdvice(insights)}")

    return builder.toString().trim()
}

该 Kotlin 函数接收形如 NODE-1:cpu=75,mem=80,disk=60,load=0.85|NODE-2:cpu=65,mem=70,disk=55,load=0.72 的字符串,其中每个节点包含 CPU、内存、磁盘使用率百分比以及负载平均值。parseResourceUtilizationSeries 解析各节点的资源指标;analyzeResourceUtilization 对每个节点计算综合利用率(基于 CPU 30%、内存 35%、磁盘 15%、负载 20% 的加权平均),并根据利用率阈值将节点级别划分为"低利用率 / 中等利用率 / 高利用率 / 严重过载"。针对不同级别和瓶颈资源类型,函数会生成差异化的扩容建议,例如严重过载节点优先建议增加节点数量,CPU 密集型节点建议扩容 CPU 核心数。buildGlobalScalingAdvice 则基于整体利用率和瓶颈分布情况生成集群级扩容建议。通过 @JsExport 标注,该函数可编译到 JavaScript,供 openharmony 端调用。

JavaScript 桥接函数

import { resourceUtilizationAnalyzer } from './hellokjs.js';

export function runResourceUtilizationAnalysis(payload) {
  const normalized = typeof payload === 'string' ? payload.trim() : '';
  if (!normalized) {
    return '⚠️ 输入为空,请提供 NODE-1:cpu=75,mem=80,disk=60,load=0.85 形式的资源数据';
  }
  try {
    const report = resourceUtilizationAnalyzer(normalized);
    console.info('[resource-utilization] success', report.split('\n')[0]);
    return report;
  } catch (error) {
    console.error('[resource-utilization] failed', error);
    return `❌ 执行失败: ${error?.message ?? error}`;
  }
}

桥接层负责输入校验、异常捕获和日志记录。runResourceUtilizationAnalysis 先对输入进行空值和类型校验,然后调用 Kotlin 引擎;若解析或计算过程出现异常,会在返回错误文本的同时写入 console.error,方便在 DevEco Studio 终端排查。成功时通过 console.info 记录报告首行,可用于后续埋点统计。若需要将高利用率节点列表推送到云平台自动扩容系统或成本优化工具,可以在 JS 层解析报告内容并调用相应 API,而无需修改 Kotlin 核心逻辑,保持算法与平台解耦。

ArkTS 资源利用率分析面板

import { resourceUtilizationAnalyzer } from './hellokjs';

@Component
struct ResourceUtilizationPanel {
  @State inputData: string = 'NODE-1:cpu=75,mem=80,disk=60,load=0.85|NODE-2:cpu=65,mem=70,disk=55,load=0.72|NODE-3:cpu=85,mem=90,disk=70,load=0.95';
  @State result: string = '';
  @State loading: boolean = false;

  execute() {
    this.loading = true;
    setTimeout(() => {
      this.result = resourceUtilizationAnalyzer(this.inputData);
      this.loading = false;
    }, 150);
  }
}

ArkTS UI 将资源利用率分析封装成可视化面板:顶部输入框用于粘贴节点资源数据,按钮触发 execute 执行异步分析,底部滚动区域展示分析报告。你可以进一步增强体验,例如:将严重过载节点用红色卡片高亮显示,将各资源使用率绘制成堆叠柱状图或热力图,或用不同颜色的 Badge 标识利用率级别;在每条节点行旁增加"查看趋势"按钮,弹出该节点的历史利用率曲线。还可以将利用率转成仪表盘形式,将扩容建议以操作卡片形式展示,让运维人员直观看到"哪些节点需要立即扩容"。由于 ArkTS 使用声明式 UI 和响应式状态管理,这些增强可以在不修改 Kotlin 和 JS 核心逻辑的前提下迭代完成,非常适合集成到云资源管理面板或成本优化工具中。

策略设计与调优实践

资源利用率分析的核心在于"准确评估综合利用率和智能生成扩容建议"。本文实现中,综合利用率 = CPU * 30% + 内存 * 35% + 磁盘 * 15% + 负载 * 20%,权重分配考虑了内存通常是瓶颈资源(35%),CPU 和负载密切相关(30% + 20%),磁盘通常变化较慢(15%)。利用率级别根据综合利用率划分:≥85% 为严重过载,≥70% 为高利用率,≥50% 为中等利用率,低于 50% 为低利用率。扩容建议则根据级别和瓶颈资源类型提供差异化方案,例如严重过载且 CPU/负载高优先建议增加节点,内存高优先建议扩容内存或增加节点,磁盘高优先建议扩容磁盘或清理数据。实际项目中,可以根据业务特点调整权重和阈值,例如在计算密集型场景提高 CPU 和负载权重,在内存密集型场景加大对内存使用率的关注;也可以引入历史数据和趋势预测,对持续上升的利用率给予提前预警。建议定期对比分析结果与实际扩容效果,迭代优化算法参数,让扩容建议更贴近实际需求。

与 openharmony 运维生态协同

借助 openharmony 的分布式能力与丰富端侧形态,我们可以将资源利用率分析能力部署到各类运维终端上。例如,将面板嵌入到云资源管理员的平板设备,定期从云平台拉取资源数据后,可以快速获得利用率分析和扩容建议,辅助决策是否需要进行自动扩容或手动调整;也可以在成本优化团队的大屏上以定时任务方式自动刷新,让团队实时掌握资源使用情况和成本优化机会。结合 DataAbility 和本地存储,可以将每次分析结果保存为时间序列,形成利用率趋势图和成本变化曲线,对照扩容记录分析"扩容是否及时有效"。若需要与云平台或自动化运维系统联动,可以在 JS 层解析报告中的扩容建议,通过 HTTP 请求触发自动扩容、资源调整或成本优化策略,在 ArkTS 端以弹窗或通知形式展示操作结果。通过 kmp 与 openharmony 的协同,资源利用率分析工具可以在单一代码仓中同时管理"算法逻辑 + 端侧呈现",让运维团队在终端设备上获得与云平台一致的资源视角,提升成本控制和资源优化效率。***

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