十七、监控与度量-Prometheus/Grafana/Actuator

文章目录

前言
一、Spring Boot Actuator
- 1. 简介
- 2. 添加依赖
- 2. 开启端点
- 3. 暴露端点
- 4. 总结
二、Prometheus
- 1. 简介
- 2. Prometheus客户端
- 3. Prometheus服务端
- 4. 总结
三、Grafana
- 1. 简介
- 2. Grafana安装
- 3. Grafana配置

前言

系统监控‌

在企业级的应用中，系统监控至关重要，可以帮助我们预防故障，预测变化趋势，在达到阈值的时候报警，为排查生产问题提供更多的信息。
同时也能看到系统问题，早做优化，避免更大的事故发生。

一、Spring Boot Actuator

1. 简介

Spring Boot包含了很多附加功能帮助我们监控和管理我们的应用，可以使用HTTP或者JMX等方式通过端点(endpoint)获取应用的健康状态以及其他指标收集。

Spring Boot Actuator模块就是Spring Boot提供的集成了上面所述的监控和管理的功能。像Spring Boot其他模块一样开箱即用，非常方便，通过Actuator就可以使用HTTP或者JMX来监控我们的应用。

JMX(Java Management Extensions)：Java平台的管理和监控接口，任何程序只要按JMX规范访问这个接口，就可以获取所有管理与监控信息。

下面简单介绍Spring Boot Actuator是如何使用的，具体的使用方法见官方文档。

2. 添加依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

2. 开启端点

Spring Boot中监控应用或者与应用交互都是通过端点(endpoint)进行的，Spring Boot提供了非常多的原生端点，比如health，可以帮助我们监控应用的监控状态(是否可用)，同时可以添加自定义的端点。每个端点都可以单独设置是否开启，并通过HTTP或者JMX暴露给外部系统。如果选择HTTP方式，则URL的前缀一般是/actuator，比如health的url地址就是/actuator/health。

默认情况下，除了‌shutdown‌（让系统优雅的关闭），其他端点默认是开启的。我们可以通过 ‌management.endpoint.<id>.enabled‌ 设置某个端口的状态，比如开启shutdown端口。

management.endpoint.shutdown.enabled=true

# shutdown:开启actuator的停机组件，可以通过curl -X POST /actuator/shutdown来关闭服务。
# health:开启actuator的健康检测组件。
# metrics,prometheus:开启监控组件
management:
  server:
    # 采用与web服务不同的端口，该端口不暴露到K8S集群外部
    port: 8888
    # 开启优雅停机
    shutdown: graceful
  endpoint:
    shutdown:
      # 开启actuator的停机端口。
      enabled: true
  health:
    defaults:
      # 开启actuator的健康检测判定，默认为所有引入的组件（如redis）都作为健康与否的判定依据。
      enabled: true
    redis:
      # 关闭actuator的特定组件健康检测判定，如redis如果健康情况不影响服务的运行，可以关闭。
      enabled: false
  metrics:
    tags:
      # 配置监控的tag，指向服务名称。
      application: ${spring.application.name}

3. 暴露端点

开启端点后还必须暴露端点给HTTP或者JMX才能正常使用，但是端口可能包含一些敏感的数据，所以Spring Boot的原生端口默认只支持HTTP或者JMX。

如果要改变端口暴露的方式，使用 ‌include‌ 或者 ‌exclude‌ 属性，比如：

management.endpoints.jmx.exposure.include=*
management.endpoints.web.exposure.include=health,info,prometheus

management:
  endpoints:
    web:
      # 设置是否暴露端点 默认只有health和info可见
      exposure:
        include: shutdown,health,metrics,prometheus
        # GET /actuator/gateway/routes 查看路由清单
        # GET /actuator/gateway/routes/{id} 查看特定Id路由详情
        # GET /actuator/gateway/globalfilters
        # GET /actuator/gateway/routefilters
        # POST /actuator/gateway/refresh 刷新路由缓存
        # POST /actuator/gateway/routes/{id} 增加路由
        # DELETE /actuator/gateway/routes/{id} 删除路由
        # GET /actuator/health 查看健康状态
        # GET /actuator/metrics 查看指标列表
        # GET /actuator/metrics/{metricsName} 查看指标

4. 总结

到目前为止，Spring Boot Actuator就配置好了，除了上述端点的开启和暴露方式，还有HTTP，JMX，日志，指标(Metrics)，权限，HTTP追踪，进程监控等功能，如果想了解更多，可以去官网进一步学习。

二、Prometheus

1. 简介

中文名普罗米修斯，是新一代的监控系统，与其他监控系统相比，具有易于管理，监控服务的内部运行状态，强大的数据模型，强大的查询语言PromQL，高效，可扩展，易于集成，可视化，开放性等众多功能。详细内容可见官网。

2. Prometheus客户端

在Spring Boot中，原生支持了prometheus端口，只需要通过如下配置，就可集成Prometheus，暴露给HTTP。
还需要配置 metrics ，因为如果没有这个参数，很多报表不能正常显示。

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "prometheus"
  metrics:
    tags:
      application: ${spring.application.name}

这样通过，Spring Boot Actuator配置，开启和暴露prometheus和metrics端点，就把Prometheus的客户端配置好了。

3. Prometheus服务端

服务端，这里我们使用docker方式。

prometheus.yml

需要配置文件prometheus.yml。

scrape_configs:
  # 任意写，建议英文，不要包含特殊字符
  - job_name: 'jobName'
    # 采集的间隔时间
    scrape_interval: 15s
    # 采集时的超时时间
    scrape_timeout: 10s
    # 采集路径
    metrics_path: '/actuator/prometheus'
    # 采集服务的地址，也就是我们应用的地址
    static_configs:
      - targets: ['localhost:8080']

docker-compose.yml

创建docker-compose.yml，注意prometheus.yml与docker-compose.yml的相对路径，如果放在同样的目录下，volumes则为- ‘./prometheus.yml:/etc/prometheus/config.yml’。

version: '3.3'
services:
  prometheus:
    image: 'prom/prometheus:v2.14.0'
    ports:
      - '9090:9090'
    command: '--config.file=/etc/prometheus/config.yml'
    volumes:
      - './prometheus.yml:/etc/prometheus/config.yml'

启动

直接使用命令docker-compose up -d启动即可。

测试

启动之后，在浏览器中访问http://localhost:9090。

Prometheus启动测试然后，通过查询关键字，可以查看不同指标的监控数据，比如jvm_memory_used_bytes。

Prometheus查询测试

4. 总结

这样，就通过Prometheus已经可以看到Spring Boot不同指标的监控数据了。但Prometheus的可视化还是比较粗糙，需要通过Grafana，才可以实现完美的可视化仪表盘。

三、Grafana

1. 简介

Grafana是一个可视化面板，可以展示非常漂亮的图标和布局，支持Prometheus，SQL(MySQL，PostgreSQL)等作为数据源。

有如下特点：

可视化：非常精美的各种组件可供选择，比如图表，文本，提醒事项，还有灵活的布局，可以自由配置你的可视化面板。
数据源：目前支持Prometheus，Graphite，Loki，Elasticsearch，MySQL，PostgreSQL，Stackdriver和TestData DB等多种数据源。
通知提醒：通过可视化的方式配置通知规则，在数据达到阈值时，将配置好的信息发送给指定管理员。
混合数据源：在同一个图中混合不同的数据源，基于每个查询指定数据源。

2. Grafana安装

使用docker compose的方式安装。

docker-compose.yml

此处可以与Prometheus合并到一个docker compose中：

version: '3.3'
services:
  prometheus:
    image: 'prom/prometheus:v2.14.0'
    ports:
      - '9090:9090'
    command: '--config.file=/etc/prometheus/config.yml'
    volumes:
      - './prometheus.yml:/etc/prometheus/config.yml'

  grafana:
    image: 'grafana/grafana:6.5.0'
    ports:
      - '3000:3000'