Spring Boot微服务监控告警简单介绍

2023-03-08  本文已影响0人  雪飘千里

1 Spring Boot监控机制

在 Spring 2.x 之前，SpringBoot 使用 Actuator 模块进行监控，而在 Spring 2.x 之后，SpringBoot 使用了 Micrometer 进行监控。

Spring Boot Actuator 模块提供了生产级别的功能，比如健康检查，审计，指标收集，HTTP 跟踪等，帮助我们监控和管理 Spring Boot 应用。这个模块是一个采集应用内部信息暴露给外部的模块，上述的功能都可以通过 HTTP 和 JMX 访问。

在 Spring 2.x 之后，Actuator 使用 Micrometer 与这些外部应用程序监视系统集成。这样一来，只需很少的配置即可轻松集成外部的监控系统。

那什么是 Micrometer 呢？

Micrometer 为 Java 平台上的性能数据收集提供了一个通用的 API，应用程序只需要使用 Micrometer 的通用 API 来收集性能指标即可。Micrometer 会负责完成与不同监控系统的适配工作。这就使得切换监控系统变得很容易。

简单地说，actuator 是真正去采集数据的模块，而 Micrometer 更像是一个适配器，将 actuator 采集到的数据适配给各种监控工具。

2 Spring Boot Actuator

作为SpringBoot的四大核心之一，Actuator让你时刻探知SpringBoot服务运行状态信息，是保障系统正常运行必不可少的组件。
  spring-boot-starter-actuator提供的是一系列HTTP或者JMX监控端点，通过监控端点我们可以获取到系统的运行统计信息，同时，我们可以自己选择开启需要的监控端点，也可以自定义扩展监控端点。
  Actuator通过端点对外暴露的监控信息是JSON格式数据，我们需要使用界面来展示，目前使用比较多的就是Spring Boot Admin或者Prometheus + Grafana的方式；

2.1 Actuator endpoints

Spring Boot 提供了所谓的 endpoints （下文翻译为端点）给外部来与应用程序进行访问和交互。

打比方来说，/health 端点 提供了关于应用健康情况的一些基础信息。metrics 端点提供了一些有用的应用程序指标（JVM 内存使用、系统CPU使用等）。

这些 Actuator 模块本来就有的端点我们称之为原生端点。根据端点的作用的话，我们大概可以分为三大类：

Actuator 提供的所有 endpoint：

此处使用的是SpringBoot 2.2.8

image.png

下面介绍几个核心的端点

2.2 /health 端点

当我们开启health的健康端点时，我们能够查到应用健康信息是一个汇总的信息，健康信息包含磁盘空间、redis、DB，如果启用监控的这个spring boot应用确实是连接了redis和mysql DB，那actuator就自动给监控起来了，很方便、很有用。

  1. 设置状态码顺序：setStatusOrder(Status.DOWN, Status.OUT_OF_SERVICE, Status.UP, Status.UNKNOWN)。
  2. 过滤掉不能识别的状态码。
  3. 如果无任何状态码，整个spring boot应用的状态是 UNKNOWN。
  4. 将所有收集到的状态码按照 1 中的顺序排序。
  5. 返回有序状态码序列中的第一个状态码，作为整个spring boot应用的状态。
//配置  always：对所有用户暴露详细信息
management.endpoint.health.show-details=always


{
    "status": "UP",
    "details": {
        "diskSpace": {
            "status": "UP",
            "details": {
                "total": 250685575168,
                "free": 172252426240,
                "threshold": 10485760
            }
        },
        "redis": {
            "status": "UP",
            "details": {
                "version": "3.2.11"
            }
        },
        "db": {
            "status": "UP",
            "details": {
                "database": "Mysql",
                "hello": "Hello"
            }
        }
    }
}

有时候需要提供自定义的健康状态检查信息，你可以通过实现HealthIndicator的接口来实现，并将该实现类注册为spring bean。

你需要实现其中的health()方法，并返回自定义的健康状态响应信息，该响应信息应该包括一个状态码和要展示详细信息。demo 如下

import org.springframework.boot.actuate.health.Health;
import org.springframework.boot.actuate.health.HealthIndicator;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
@Component
public class MyHealthIndicator implements HealthIndicator {
 
    @Override
    public Health health() {
        int errorCode = check(); // perform some specific health check
        if (errorCode != 0) {
            return Health.down().withDetail("Error Code", errorCode).build();
        }
        return Health.up().build();
    }
 
}

2.3 /metrics 端点

/metrics端点用来返回当前应用的各类重要度量指标，比如：内存信息、线程信息、垃圾回收信息、tomcat、数据库连接池等。

image.png image.png

除了使用 metrics 端点默认的这些统计指标外，我们还可以实现自定义统计指标。具体实现以后有机会再详细描述

2.4 /heapdump 端点

访问： http://localhost:8080/actuator/heapdump 会自动生成一个 Jvm 的堆文件 heapdump。我们可以使用 JDK 自带的 Jvm 监控工具 VisualVM 打开此文件查看内存快照。

2.5 /threaddump 端点

查看线程的情况。 主要展示了线程名、线程ID、线程的状态、是否等待锁资源、线程堆栈等信息。就是可能查看起来不太直观。

2.6 自定义Endpoint

默认的端点虽然可以满足大多数的需求，但一些特殊的需求还是需要能够支持自定义端点的。

自定义 Endpoint 端点，只需要在我们的新建Bean上使用 @Endpoint 注解即可， Bean 中的方法就可以通过 JMX 或者 HTTP 公开。

// id属性代表新增的端点名称
// 利用@ReadOperation @WritOperation注解，在端点中添加信息
@Component
@Endpoint(id = "myservice")
public class MyServiceEndPoint {
 
    @ReadOperation
    public Map getDockerInfo () {
        //端点的读操作
        return Collections.singletonMap("dockerInfo", "docker start...");
    }
 
    @WriteOperation
    private void restartDocker(){
        System.out.println("docker restarted....");
    }
}
image.png

2.8 导入依赖

        <!-- spring boot 健康监控 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>

3 Promethues + Grafana

3.1 Prometheus介绍

Prometheus: 是一款开源的系统和服务监控系统，属于云原生计算基金会项目。它可以通过设置的时间间隔从配置的目标系统采集指标数据，保存指标数据（时序数据库），评估规则表达式，显示结果，并在检测到指定条件时触发警报。

3.2 Grafana介绍

虽然Prometheus也支持可视化界面展示，但是界面不美观，更多人选择使用Grafana来展示Prometheus的监控数据。

Grafana：Grafana是一款开源的数据可视化工具。它提供对数据指标的查询、可视化和告警，它可以实现无论数据存储在哪里，都可以与您的团队创建、探索和共享十分美观的仪表盘数据可视化，并培养数据驱动的文化。

3.3 Prometheus+Grafana

我们使用Docker来安装需要的Prometheus+Grafana，通常情况下，我们会根据业务需求来安装需要的组件，在这里健康监控系统也是这样，如果我们的微服务部署在Docker容器中，那么我们需要安装cAdvisor组件来监控Docker相关数据指标，如果要采集系统环境数据，那么需要安装 Node Exporter 组件，而且告警组件也是和Prometheus分开的，如果需要告警功能，同样需要安装Alertmanager组件，这一连串组件的组合，我们可以使用docker-compose来安装我们需要所有组件。

这里只做简单介绍，不搞这么复杂了。prometheus都可以支持

我们可以在应用端安装下列组件，

更多exporter可在prometheus官网下载

3.3.1 下载安装Prometheus

3.3.2 下载安装Grafana

3.3.3 安装成功后访问链接查看是否成功

image.png image.png

3.3.4 微服务相关配置及添加Prometheus支持

3.3.5 配置Prometheus

1、编辑prometheus配置文件prometheus.yml，设置采集微服务端点scrape_configs:

scrape_configs:
  - job_name: 'actuator-gitegg'
    basic_auth:
      username: user
      password: password
    scrape_interval: 15s
    scrape_timeout: 10s
    metrics_path: '/actuator/prometheus'
    static_configs:
      - targets: ['192.168.0.2:80','192.168.0.2:8002']

2、重启prometheus，访问界面status -> targets，查看采集端点状态。

image.png

3.3.6 配置Grafana，添加prometheus数据源并展示JVM监控图表

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