【Spring Boot系列】微服务监测

介绍

可观测性是微服务架构的关键特征，应用程序指标是程序可观察性的一个维度，当应用程序在生产环境中运行时，我们可能想知道各种操作指标，如内存、CPU、线程池使用率等，以及业务指标，例如对特定操作发出了多少请求。

一、配置指标

要添加对指标的支持，我们需要添加maven依赖:

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

我们还需要启用指标端点，如下所示 -

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: metrics

下面我们通过url地址访问：

curl localhost:8080/actuator/metrics | jq .

获取返回结果如下：

{
  "names": [
    "application.ready.time",
    "application.started.time",
    "disk.free",
    "disk.total",
    "executor.active",
    "executor.completed",
    "executor.pool.core",
    "executor.pool.max",
    "executor.pool.size",
    "executor.queue.remaining",
    "executor.queued",
    "hikaricp.connections",
    "hikaricp.connections.acquire",
    "hikaricp.connections.active",
    "hikaricp.connections.creation",
    "hikaricp.connections.idle",
    "hikaricp.connections.max",
    "hikaricp.connections.min",
    "hikaricp.connections.pending",
    "hikaricp.connections.timeout",
    "hikaricp.connections.usage",
    "http.server.requests",
    "jdbc.connections.active",
    "jdbc.connections.idle",
    "jdbc.connections.max",
    "jdbc.connections.min",
    "jvm.buffer.count",
    "jvm.buffer.memory.used",
    "jvm.buffer.total.capacity",
    "jvm.classes.loaded",
    "jvm.classes.unloaded",
    "jvm.gc.live.data.size",
    "jvm.gc.max.data.size",
    "jvm.gc.memory.allocated",
    "jvm.gc.memory.promoted",
    "jvm.gc.overhead",
    "jvm.gc.pause",
    "jvm.memory.committed",
    "jvm.memory.max",
    "jvm.memory.usage.after.gc",
    "jvm.memory.used",
    "jvm.threads.daemon",
    "jvm.threads.live",
    "jvm.threads.peak",
    "jvm.threads.states",
    "logback.events",
    "process.cpu.usage",
    "process.files.max",
    "process.files.open",
    "process.start.time",
    "process.uptime",
    "system.cpu.count",
    "system.cpu.usage",
    "system.load.average.1m",
    "tomcat.sessions.active.current",
    "tomcat.sessions.active.max",
    "tomcat.sessions.alive.max",
    "tomcat.sessions.created",
    "tomcat.sessions.expired",
    "tomcat.sessions.rejected"
  ]
}

这些是 spring boot 开箱即用提供的指标。我们可以看到它包括 jvm 内存、线程、cpu 使用率等。

以下请求将显示已使用的 jvm 内存：

请求地址：

curl 'http://localhost:8080/actuator/metrics/jvm.memory.max'| jq .

返回相应：

 {
  "name": "jvm.memory.max",
  "description": "The maximum amount of memory in bytes that can be used for memory management",
  "baseUnit": "bytes",
  "measurements": [
    {
      "statistic": "VALUE",
      "value": 5620367357
    }
  ],
  "availableTags": [
    {
      "tag": "area",
      "values": [
        "heap",
        "nonheap"
      ]
    },
    {
      "tag": "id",
      "values": [
        "CodeHeap 'profiled nmethods'",
        "G1 Old Gen",
        "CodeHeap 'non-profiled nmethods'",
        "G1 Survivor Space",
        "Compressed Class Space",
        "Metaspace",
        "G1 Eden Space",
        "CodeHeap 'non-nmethods'"
      ]
    }
  ]
}

指标可以有多个维度。例如，jvm.memory.max具有堆大小和非堆大小。我们可以使用其标签向下钻取到指标，例如 .

请求地址：

curl 'http://localhost:8080/actuator/metrics/jvm.memory.max?tag=area:heap' | jq .

返回相应：

{
  "name": "jvm.memory.max",
  "description": "The maximum amount of memory in bytes that can be used for memory management",
  "baseUnit": "bytes",
  "measurements": [
    {
      "statistic": "VALUE",
      "value": 4294967294
    }
  ],
  "availableTags": [
    {
      "tag": "id",
      "values": [
        "G1 Old Gen",
        "G1 Survivor Space",
        "G1 Eden Space"
      ]
    }
  ]
}

到目前为止，我们知道 spring boot 公开了指标，我们可以请求指标端点来获取这些指标，如果需要，我们可以使用可用的标签向下钻取到此指标。

二、自定义指标

如果我们需要更多指标怎么办？千分尺 （https://micrometer.io/），负责生成和公开指标。MeterRegistry 是容纳多个米的千分尺的核心概念。我们可以简单地在我们的自定义指标提供程序中注入 MeterRegistry 的实例，如下所示：

@Component
public class InventoryMetrics{
    private Counter inventoryCounter;

    public InventoryMetrics(MeterRegistry meterRegistry){
        inventoryCounter = Counter.builder("products")
                .description("Product Count")
                .register(meterRegistry);
    }

    public void inventoryAdded(int count){
        inventoryCounter.increment(count);
    }
}

在这里，我们创建了一个名为 products 的新指标，每次添加新产品时，我们都会递增值。现在，如果我们请求我们的指标，则会得到产品计数

请求地址：

curl 'http://localhost:8080/actuator/metrics/products' | jq .

返回相应：

{
  "name": "products",
  "description": "Product Count",
  "baseUnit": null,
  "measurements": [
    {
      "statistic": "COUNT",
      "value": 2
    }
  ],
  "availableTags": []
}

三、指标存储

在生产环境中，我们希望将指标流式传输到数据存储，例如 elasticsearch、influxdb 等。 Spring Boot 支持开箱即用的各种数据接收器。本篇文章中，我在本地运行了一个 influxdb docker 映像，我们可以看到我们的自定义指标被流入推送进来：

在应用程序端，配置如下所示 -

management:
  metrics:
    export:
      influx:
        uri: 'http://localhost:8086'
        token: '<your-token>'
        bucket: '<your bucket>'
        org: '<your org>'
        autoCreateDb: false

四、其他指标

• 计数器：计数器是单调递增的指标。它可以按固定的量递增，该量始终为正数。

• 仪表： 仪表是瞬时指标，可以上升或下降。

• 计时器：计时器是持续时间较短的延迟和事件频率。

小节

本节我们学习的时候微服务中的指标监测，指标是微服务中重要组成部分，Spring Boot 可以轻松收集指标并将其暴露给各种数据接收器。在生产中，我们需要了解指标的数量，如果数量和频率很高，我们的仪表板可能会变得非常慢，所以我们还应该考虑指标数值的保留策略，请不要存储不必要的旧数据。这将有助于节省一些存储空间。