自动化性能监控系统Prometheus+Grafana实战

news2024/9/23 9:30:44

Prometheus 算是一个全能型选手，原生支持容器监控，当然监控传统应用也不是吃干饭的，所以就是容器和非容器他都支持，所有的监控系统都具备这个流程，数据采集→数据处理→数据存储→数据展示→告警，本文就是针对 Prometheus 展开的，所以先看看 Prometheus 概述

Prometheus 概述

先来看一下 Prometheus 是个啥

Prometheus 是什么

中文名普罗米修斯，最初在 SoundCloud 上构建的监控系统，自 2012 年成为社区开源项目，用户非常活跃的开发人员和用户社区，2016 年加入 CNCF，成为继 kubernetes 之后的第二个托管项目，官方网站

Prometheus 特点

  • 多维数据模型：由度量名称和键值对标识的时间序列数据
  • PromSQL: — 种灵活的查询语言，可以利用多维数据完成复杂的查询
  • 不依赖分布式存储，单个服务器节点可直接工作
  • 基于 HTTP 的 pull 方式釆集时间序列数据
  • 推送时间序列数据通过 PushGateway 组件支持
  • 通过服务发现或静态配罝发现目标
  • 多种图形模式及仪表盘支持 (grafana)

Prometheus 组成与架构

来看一张图，官方扒到的

0

名称

说明

Prometheus Server

收集指标和存储时间序列数据，并提供查询接口

Push Gateway

短期存储指标数据，主要用于临时性任务

Exporters

采集已有的三方服务监控指标并暴露 metrics

Alertmanager

告警

Web UI

简单的 WEB 控制台

集成了数据的采集，处理，存储，展示，告警一系列流程都已经具备了

数据模型

Prometheus 将所有数据存储为时间序列，具有相同度量名称以及标签属于同个指标，也就是说 Prometheus 从数据源拿到数据之后都会存到内置的 TSDB 中，这里存储的就是时间序列数据，它存储的数据会有一个度量名称，譬如你现在监控一个 nginx，首先你要给他起个名字，这个名称也就是度量名，还会有 N 个标签，你可以理解名称为表名，标签为字段，所以，每个时间序列都由度量标准名称和一组键值对 (也称为标签) 唯一标识。

时间序列的格式是这样的，

<metricename> {<labelname>=<labelvalue>,...}
# metrice name 指的就是度量标准名称，label name 也就是标签名，这个标签可以有多个，例子
jvm_memory_max_bytes{area="heap",id="Eden Space",}

指的就是度量标准名称，label name 也就是标签名，这个标签可以有多个，例子

jvm_memory_max_bytes{area="heap",id="Eden Space",}

这个度量名称为 jvm_memory_max_bytes，后面是两个标签，和他们各对应的值，当然你还可以继续指定标签，你指定的标签越多查询的维度就越多。

指标类型

看表格吧

类型名称

说明

Counter

递增计数器，适合收集接口请求次数

Guage

可以任意变化的数值，适用 CPU 使用率

Histogram

对一段时间内数据进行采集，并对有所数值求和于统计数量

Summary

与 Histogram 类型类似

任务和实例展开目录

实例指的就是你可以抓取的目标target，这个会在 Prometheus 配置文件中体现，任务是具有相同目标的实例集合，你可以理解为是一个组(比如，订单服务多台实例机器，可以放入一个任务里，分多个实例target抓取)，一会写配置文件的时候会详细解析，下面开始安装 Prometheus。

Prometheus 部署

我们借助docker来安装，新建目录docker-monitor，在里面创建文件docker-compose.yml，内容如下：

version: "3"
services:
  prometheus:
    image: prom/prometheus:v2.4.3
    container_name: 'prometheus'
    volumes:
    - ./prometheus/:/etc/prometheus/    #映射prometheus的配置文件
    - /etc/localtime:/etc/localtime:ro  #同步容器与宿主机的时间，这个非常重要，如果时间不一致，会导致prometheus抓不到数据
    ports:
    - '9090:9090'

监控web应用性能指标

在docker-monitor目录下新增prometheus目录，在里面创建prometheus配置文件prometheus.yml，内容如下：

global:  #全局配置
  scrape_interval:   15s  #全局定时任务抓取性能数据间隔

scrape_configs:  #抓取性能数据任务配置
- job_name:       'tulingmall-order'  #抓取订单服务性能指标数据任务，一个job下可以配置多个抓紧的targets，比如订单服务多个实例机器
  scrape_interval: 10s  #每10s抓取一次
  metrics_path: '/actuator/prometheus'  #抓取的数据url
  static_configs:
  - targets: ['192.168.31.60:8844']  #抓取的服务器地址
    labels:
      application: 'tulingmall-order-label'  #抓取任务标签

- job_name: 'prometheus'  #抓取prometheus自身性能指标数据任务
  scrape_interval: 5s
  static_configs:
  - targets: ['localhost:9090']

在docker-monitor目录下执行如下命令启动prometheus

docker-compose up -

在浏览器访问prometheus：http://192.168.31.60:9090，如下图所示：

0

点击Status下拉，选中Targets，界面如下：

0

这里显示了在prometheus里配置的两个抓取任务，不过tulingmall-order任务是失败的，state是down，接下来我们需要配置下tulingmall-order服务才能让prometheus抓取数据。

首先需要在tulingmall-order服务下增加pom依赖，如下：

<!-- 开启springboot的应用监控 -->
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<!-- 增加prometheus整合 -->
<dependency>
   <groupId>io.micrometer</groupId>
   <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
</dependency>

还需要在tulingmall-order服务的配置文件里增加开启springboot admin监控的配置，如下：

management: #开启SpringBoot Admin的监控
  endpoints:
    promethus:
      enable: true
    web:
      exposure:
        include: '*'
  endpoint:
    health:
      show-details: always

重启tulingmall-order服务，刷新prometheus页面，如下所示：

0

点击tulingmall-order下面的prometheus链接：http://192.168.31.60:8844/actuator/prometheus，会打开order服务对外暴露的性能指标数据，如下图：

0

拿其中一个指标举例：jvm_threads_states_threads{state="runnable",} 13.0，这代表jvm_threads_states_threads这个度量指标，其中state等于runnable的数据有13条

点prometheus页面的Graph链接，进入指标查询页面可以查询相关指标，如下：

0

将度量指标输入查询框，点击Execute按钮，如下：

0

点击Execute按钮下的Graph链接可以查看指标对应的图标，如下：

0

以上是prometheus自带的指标查询界面，但是太简陋，一般我们都是使用grafana图形展示工具配合prometheus一起使用

Grafana 部署

先用docker来安装下grafana，在上面的docker-compose.yml文件里加入grafana的安装配置，如下所示：

version: "3"
services:
  prometheus:
    image: prom/prometheus:v2.4.3
    container_name: 'prometheus'
    volumes:
    - ./prometheus/:/etc/prometheus/    #映射prometheus的配置文件
    - /etc/localtime:/etc/localtime:ro  #同步容器与宿主机的时间，这个非常重要，如果时间不一致，会导致prometheus抓不到数据
    ports:
    - '9090:9090'
  grafana:  
    image: grafana/grafana:5.2.4
    container_name: 'grafana'
    ports:  
    - '3000:3000'
    volumes: 
    - ./grafana/config/grafana.ini:/etc/grafana/grafana.ini  #grafana报警邮件配置
    - ./grafana/provisioning/:/etc/grafana/provisioning/  #配置grafana的prometheus数据源
    - /etc/localtime:/etc/localtime:ro
    env_file:
    - ./grafana/config.monitoring  #grafana登录配置
    depends_on:
    - prometheus  #grafana需要在prometheus之后启动

在docker-monitor目录下新增grafana目录，在里面创建文件config.monitoring，内容如下：

GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=password  #grafana管理界面的登录用户密码，用户名是admin
GF_USERS_ALLOW_SIGN_UP=false  #grafana管理界面是否允许注册，默认不允许

在grafana目录下创建目录provisioning，在里面创建datasources目录，在datasources目录里新建文件datasource.yml，内容如下：

# config file version
apiVersion: 1

deleteDatasources:  #如果之前存在name为Prometheus，orgId为1的数据源先删除
- name: Prometheus
  orgId: 1

datasources:  #配置Prometheus的数据源
- name: Prometheus
  type: prometheus
  access: proxy
  orgId: 1
  url: http://prometheus:9090  #在相同的docker compose下，可以直接用prometheus服务名直接访问
  basicAuth: false
  isDefault: true
  version: 1
  editable: true

在grafana目录下创建目录config，在里面创建文件grafana.ini，内容如下：

#################################### SMTP / Emailing ##########################
# 配置邮件服务器
[smtp]
enabled = true
# 发件服务器
host = smtp.qq.com:465
# smtp账号
user = 285763097@qq.com
# smtp 授权码
password = test123
# 发信邮箱
from_address = 285763097@qq.com
# 发信人
from_name = memory

用docker compose启动grafana，访问grafana页面：http://192.168.31.60:3000，用户名为admin，密码为password，如下：

0

登录进去首页如下：

0

点击左边的加号并import一个我们事先准备好的可视化指标文件web-dashboard.json(网上可以找现成的)

0

导入web-dashboard.json后在页面上选择Prometheus，点击import按钮之后页面显示如下(有可能没有任何数据)：

0

写一个监控指标报警示例，比如系统报错5XX达到一定程度就报警发邮件通知：

点击Errors面板选择Edit，进入到Errors指标的详细面板，如下：

0

点击下图所示新增报警渠道：

0

然后选择邮件报警，也可以选择webhook方式配置一个报警通知的http调用接口，这个可以间接实现所有的通知方式，如下：

0

最后点击save按钮保存

进入Errors详细页面，配置alert报警，有如下几个地方需要配置，如图所示：

0

0

0

报警邮件如下所示：

0

监控Mysql性能指标

1、下载mysql客户端的exporter镜像

docker pull prom/mysqld-exporter

2、启动监控的数据库连接，容器创建的时候需要指定

docker run -d -p 9104:9104 -e DATA_SOURCE_NAME="root:password@(mysql服务器ip:3306)/databaseName" prom/mysqld-exporter

3、在prometheus.yml文件末尾追加如下配置：

- job_name: 'mysql' scrape_interval: 5s static_configs: - targets: ['192.168.50.60:9104'] labels: instance: mysql

4、重新启动Prometheus镜像，查看Prometheus是否启动完成，访问：http://服务器ip:9090

docker-compose up --force-recreate -d

5、导入Prometheus模板，添加mysql-dashboard.json格式模板，更多模板下载地址：

Dashboards | Grafana Labs

GitHub - percona/grafana-dashboards: PMM dashboards for database monitoring

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监控Redis性能指标

1、下载redis客户端的exporter镜像

docker pull oliver006/redis_exporter

2、启动监控的数据库连接，容器创建的时候需要指定

docker run -d -p 9121:9121 oliver006/redis_exporter --redis.addr redis://redis连接IP:6379

3、在prometheus.yml文件末尾追加如下配置：

- job_name: 'redis'
  scrape_interval: 5s
  static_configs:
  - targets: ['192.168.50.60:9121']
    labels:
      instance: redis

4、重新启动Prometheus镜像，查看Prometheus是否启动完成，访问：http://服务器ip:9090

docker-compose up --force-recreate -d

5、导入Prometheus模板，添加redis-dashboard.json格式模板

监控Linux服务器性能指标

1、下载linux监控的exporter镜像

docker pull prom/node-exporter

2、启动监控的数据库连接，容器创建的时候需要指定

docker run -d -p 9100:9100 prom/node-exporter

3、在prometheus.yml文件末尾追加如下配置：

- job_name: linux
  scrape_interval: 10s
  static_configs:
    - targets: ['IP地址1:9100']
      labels:
      instance: linux-1
    - targets: ['IP地址2:9100']
      labels:
        instance: linux-2

- job_name: linux
  scrape_interval: 10s
  static_configs:
    - targets: ['192.168.65.160:9100']
      labels:
        instance: linux-160
    - targets: ['192.168.65.203:9100']
      labels:
        instance: linux-203
    - targets: ['192.168.65.210:9100']
      labels:
        instance: linux-210
    - targets: ['192.168.65.42:9100']
      labels:
        instance: linux-42

4、重新启动Prometheus镜像，查看Prometheus是否启动完成，访问：http://服务器ip:9090

docker-compose up --force-recreate -d

5、导入Prometheus模板，Dashboards | Grafana Labs在这里去找自己想要的面板json导入。

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