👨‍💻快速搭建SpringBoot3 + Prometheus + Grafana

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环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

🎉 前言

哈喽，开发者朋友们！今天带给大家一个实用又超酷的教程：如何快速搭建SpringBoot3应用，并结合Prometheus和Grafana实现监控。咱们这个教程主要针对Java开发者，涵盖从代码编写到实时监控的全流程。你是否曾遇到过系统性能瓶颈、接口响应慢等难题？而这套组合，正好能帮你“看清”系统的运行情况！希望通过这篇文章，让你在日常开发中更高效地监控应用，让开发不再成为“黑盒”！

✨ 摘要

本教程通过SpringBoot3框架，结合Prometheus和Grafana实现服务的监控和可视化展示。我们将会深入解析源码，实现一个简单的监控用例，同时展示各种应用场景，并讨论其优缺点，带你了解从监控配置到数据分析的全过程。适合对Java开发、监控系统、数据可视化感兴趣的小伙伴！

🌟 简介

🤔 为什么选择SpringBoot3、Prometheus和Grafana？

SpringBoot3是一款轻量级框架，拥有便捷的开发流程和丰富的插件生态，非常适合构建微服务。Prometheus是一个强大的监控系统，用于采集时间序列数据并提供告警机制，而Grafana则能将这些数据变得清晰直观，图表样式灵活。

🌐 三者的“化学反应”

三者搭配起来，可以迅速创建一个可靠的监控体系，实现对服务的自动化监控及问题排查。尤其适合分布式微服务架构中的数据监控需求，让系统的健康状况尽收眼底！

📝 概述

• 开发工具：SpringBoot3, Prometheus, Grafana, Java
• 主要内容：搭建SpringBoot3应用 -> 集成Prometheus监控 -> 配置Grafana展示
• 目标：掌握如何为SpringBoot3应用集成Prometheus，并通过Grafana展示监控数据，达到对服务的实时监控。

💻 核心源码解读

🧩 SpringBoot3与Prometheus的基本集成

在SpringBoot3中，我们可以借助micrometer库轻松实现与Prometheus的对接。以下代码展示了一个简单的SpringBoot应用的核心集成部分：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import io.prometheus.client.Counter;
import io.prometheus.client.spring.web.EnablePrometheusTiming;

@SpringBootApplication
@RestController
@EnablePrometheusTiming
public class MonitoringApp {

    private static final Counter requestCounter = Counter.build()
        .name("requests_total")
        .help("Total requests.")
        .register();

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MonitoringApp.class, args);
    }

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        requestCounter.inc();
        return "Hello, Prometheus!";
    }
}

代码解读

• Counter：这里使用Prometheus的Counter类实现对/hello接口调用次数的统计。每调用一次，该计数器就会增加1，便于在Grafana中观察API的使用情况。
• EnablePrometheusTiming：启用了对Prometheus数据的自动化采集。

⚙️ 配置Prometheus的目标

接下来，需要在Prometheus的配置文件prometheus.yml中，添加SpringBoot应用的监控目标。示例如下：

scrape_configs:
  - job_name: 'springboot-app'
    static_configs:
      - targets: ['localhost:8080']

这样，Prometheus便可以通过定时任务自动采集SpringBoot应用的数据。

📊 案例分析

🎬 使用“请求总数”监控接口调用频率

以“请求总数”为例，我们通过Prometheus采集SpringBoot应用的/hello接口调用次数。通过Grafana的直观图表，我们可以轻松看到API的访问频率。这在系统上线后的运行监控中非常实用，可以快速了解某个API的使用频次，以便进一步优化。

📈 请求响应时间的监控

可以进一步扩展，实现对响应时间的监控。添加@Timed注解到接口上，结合Prometheus的Histogram来采集并展示接口的响应时间分布，从而分析系统的性能瓶颈。

🌐 应用场景演示

1. 健康检查：在微服务架构中，每个服务都可以通过Prometheus监控自身的健康状况，并将数据推送至Grafana进行可视化。这样当服务异常时，告警系统会自动提醒，从而尽早发现并解决问题。
2. 流量分析：通过对特定接口的访问频率和响应时间进行监控，我们可以掌握系统中的流量分布情况。比如，哪些接口流量较大，访问集中在什么时间段，帮助开发人员合理规划资源。
3. 资源负载均衡：对CPU、内存等系统指标进行实时监控，结合Grafana的多样化图表，可以直观地分析服务器负载情况。这样可以在流量高峰前适时扩容，避免因资源不足导致系统崩溃。

👍 优缺点分析

💡 优点

• 集成简单：SpringBoot3和Prometheus的集成过程非常简洁，只需少量配置便可快速上手。
• 实时监控：Prometheus每秒采集多维度的时间序列数据，结合Grafana，可以直观展示出应用的状态。
• 开源免费：三者均为开源工具，降低了开发和维护成本。

⚠️ 缺点

• 配置复杂性：尽管三者集成简单，但Grafana的配置可能对初学者不够友好，图表设计和数据源配置有一定的学习曲线。
• 数据存储量大：Prometheus需要定时采集数据，长时间运行会积累大量监控数据，可能影响存储性能。
• 告警机制：Prometheus的告警功能强大但配置较复杂，需要合理配置告警策略，避免频繁的误告警。

🛠️ 类代码方法介绍及演示

👨‍💻 核心方法详解

• 类名：MonitoringApp，用于监控应用的核心类。
• 方法：hello()，通过计数器实现对接口调用次数的统计。

可在类中增加更多方法，以实现不同监控功能，比如统计各API的响应时间、监控系统资源使用等。可以通过注解或手动添加不同的Prometheus指标，实现更精细的监控。

🧪 测试用例

为了确保监控功能正常，我们写了一个简单的main测试函数来验证调用数据是否成功记录在Prometheus中。

public static void main(String[] args) {
    MonitoringApp app = new MonitoringApp();
    app.hello(); // 模拟一次调用
}

🧾 测试结果预期

• 预期结果：调用一次hello()，Prometheus的计数器增加1，Grafana的图表中可展示调用总次数。
• 查看监控数据：在Prometheus的图形化页面或Grafana的图表中，可观察到每次调用的次数变化。

🕵️‍♂️ 测试代码分析

这段测试代码主要用于验证计数器在Prometheus中的表现是否符合预期。在实际情况中，可使用JMeter等工具对接口进行压力测试，验证接口在高负载下的数据监控是否符合预期。同时，观察Grafana图表的实时更新，确保各项监控指标能够实时呈现。

📝 小结

恭喜你！🎉 你已经学会了如何通过SpringBoot3、Prometheus、Grafana三者组合实现应用的监控与展示。这套系统不仅提升了对应用状态的可视性，还为后续的优化提供了数据支撑。无论是实时监控、健康检查，还是异常告警，这样的搭配都能帮你及时发现并解决问题，显著提高系统稳定性！

🌈 总结

总结一下，SpringBoot3与Prometheus、Grafana的组合，在当今微服务时代显得格外重要！通过合理配置和分析监控数据，不仅可以提升应用的健壮性，还能在问题出现前发现潜在风险，从而优化服务性能。希望本文的内容可以帮到你，让你在监控应用方面得心应手。如果觉得实用，记得点个赞或分享给需要的小伙伴哦！

💡 寄语

走到最后了！看你学得这么认真，真是个勤奋的小伙伴啊！🤗 希望未来大家都能高效地开发、监控、优化应用，加油！在未来的开发之路上，让监控和优化成为我们的一部分，掌握“技术+数据”，开发更优质的应用！

  …

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