📣前言
随着云原生技术的发展,监控和度量也成为了不可或缺的一部分。Prometheus 是一款最近比较流行的开源时间序列数据库,同时也是一种监控方案。它具有极其灵活的查询语言、自身的数据采集和存储机制以及易于集成的特点。而 Spring Boot 是一款快速构建应用的框架,其提供了大量自动化的配置和功能,使得开发者可以更加专注于业务逻辑的开发,而不必关心大量的配置和环境搭建。
本文将介绍 Spring Boot 如何集成 Prometheus 进行应用监控,并结合实际应用场景,给出一些使用 Prometheus 监控应用的案例,以及优缺点分析和测试用例。
那么,具体如何实现呢?这将又会是干货满满的一期,全程无尿点不废话只抓重点教,具有非常好的学习效果,拿好小板凳准备就坐!希望学习的过程中大家认真听好好学,学习的途中有任何不清楚或疑问的地方皆可评论区留言或私信,bug菌将第一时间给予解惑,那么废话不多说,直接开整!Fighting!!
🌊环境说明
开发工具:IDEA 2021.3
JDK版本: JDK 1.8
Spring Boot版本:2.3.1 RELEASE
Maven版本:3.8.2
🏆本文收录于《Spring Boot从入门到精通》,专门攻坚指数提升,2023 年国内最系统+最强(更新中)。
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🌊摘要
本文主要介绍如何在 Spring Boot 中集成 Prometheus 进行应用监控,重点讲解以下内容:
- Prometheus 的概述和优缺点分析
- Spring Boot 集成 Prometheus 的教学
- 应用场景案例
- 实战教学
- 测试用例
- 全文小结和结尾
🌊正文
Prometheus 是什么?
Prometheus 是一个开源的系统监控和警报工具包。它实现了完整的数据采集、存储和查询功能,可以帮助开发者对应用的性能和状态进行监控,并提供丰富的查询语言和可视化界面。
Prometheus 具有以下特点:
- 支持多种数据采集方式,包括 HTTP、JMX、Redis、MySQL、RabbitMQ 等。
- 灵活的数据查询和展现方式。
- 方便的告警功能。
- 模块化的设计,易于扩展和集成。
Spring Boot 是什么?
Spring Boot 是一个快速构建应用程序的框架,它基于 Spring 框架,简化了 Spring 应用的搭建和开发。Spring Boot 提供了自动化的配置和功能,减少了开发者在配置上花费的时间和精力,使得开发人员可以专注于业务逻辑的实现。
Spring Boot 具有以下特点:
- 快速构建应用。
- 提供了自动化配置,最大限度减少了配置的工作量。
- 开发者友好,提供了灵活的扩展和集成方式。
搭建Spring Boot应用
首先,我们先创建个基础的Spring Boot项目,如果还不会点这里,此处就不详细赘述啦。
Spring Boot 集成 Prometheus
导入 Prometheus 相关依赖
在 Spring Boot 中使用 Prometheus,需要导入以下两个依赖:
<dependency><groupId>io.prometheus</groupId><artifactId>simpleclient_spring_boot</artifactId><version>0.5.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>io.prometheus</groupId><artifactId>simpleclient_pushgateway</artifactId><version>0.5.0</version>
</dependency>
simpleclient_spring_boot 是 Prometheus 提供的 Spring Boot 集成包,用于集成 Spring Boot 应用。simpleclient_pushgateway 是用于将采集到的数据推送到 Pushgateway。
配置 Prometheus
在 application.properties 中添加 Prometheus 的配置:
# 启用 Prometheus 进行监控
management.endpoint.metrics.enabled=true
# 设置采集间隔时间,单位为秒,这里设置为 10 秒
management.metrics.export.prometheus.step=10s
这里设置了采集数据的间隔时间为 10 秒。
定义 Controller
在 Controller 中添加用于测试的接口,用于生成一些测试数据:
@RestController
public class TestController {private static final Random random = new Random();@GetMapping("/test")public String test() {// 模拟一些业务逻辑,比如查询数据库、计算等。try {Thread.sleep(random.nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 返回一些测试数据return "Hello World!";}}
监控应用
启动 Spring Boot 应用后,访问 http://localhost:8080/actuator/prometheus 即可查看采集到的数据。
例如,可以查看应用的请求数、请求处理时间、内存使用情况等。
应用场景案例
监控数据库连接池
数据库连接池是应用中非常重要的资源,过多的连接池占用会导致应用的性能下降,因此需要对其进行监控。在 Spring Boot 应用中可以通过以下方式对数据库连接池进行监控:
- 定义一个 health indicator,用于检测连接池的健康状况。
@Component
public class DataSourceHealthIndicator implements HealthIndicator {@Autowiredprivate DataSource dataSource;@Overridepublic Health health() {try (Connection connection = dataSource.getConnection()) {// 如果可以获取到连接,则认为连接池正常return Health.up().build();} catch (Exception e) {// 如果出现异常,则表示连接池不正常return Health.down().withException(e).build();}}}
- 配置 Prometheus 进行监控
在 application.properties 中添加以下配置:
# 启用 Prometheus 进行监控
management.endpoint.metrics.enabled=true
# 设置采集间隔时间,单位为秒,这里设置为 10 秒
management.metrics.export.prometheus.step=10s
监控应用日志
应用的日志是了解应用运行情况的重要依据,现在有一些日志组件可以与 Prometheus 进行集成,例如 logback-prometheus-appender,其可以将日志输出到 Prometheus 的指标中,方便进行监控。
在 Spring Boot 应用中可以使用以下方式与 logback-prometheus-appender 集成:
- 导入 logback-prometheus-appender 依赖:
<dependency><groupId>io.github.microutils</groupId><artifactId>logback-prometheus-appender</artifactId><version>1.1.0</version>
</dependency>
- 在 logback.xml 中添加 appender 和 logger:
<appender name="PROMETHEUS" class="io.github.microutils.vertx.prometheus.LogbackPrometheusAppender"><encoder><pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n%rEx</pattern></encoder>
</appender><logger name="io.github.microutils.vertx.prometheus" level="INFO"><appender-ref ref="PROMETHEUS"/>
</logger>
这里定义了一个名为 PROMETHEUS 的 appender,并配置了 encoder 和 logger,将日志输出到 Prometheus 的指标中。
实战教学
项目结构
本例中,我们将构建一个简单的 Spring Boot 项目,用于演示如何集成 Prometheus 进行应用监控。项目结构如下:
├── pom.xml
└── src└── main├── java│ └── io│ └── github│ └── example│ ├── ExampleApplication.java│ └── TestController.java└── resources└── application.properties
- ExampleApplication:Spring Boot 应用的启动类。
- TestController:用于生成一些测试数据的 Controller。
- application.properties:用于配置 Prometheus 和 Spring Boot 应用的属性。
导入依赖
我们需要在 pom.xml 中添加以下依赖:
<dependencies><!-- Spring Boot Web Starter --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId><version>2.5.6</version></dependency><!-- Prometheus Simple Client for Spring Boot --><dependency><groupId>io.prometheus</groupId><artifactId>simpleclient_spring_boot</artifactId><version>0.10.0</version></dependency>
</dependencies>
这里我们引入了 Spring Boot Web Starter 和 Prometheus Simple Client for Spring Boot 两个依赖。
配置 Prometheus
在 application.properties 中添加以下内容:
# Prometheus 监控端口
management.server.port=8081
# Prometheus 监控路径
management.endpoints.web.base-path=/actuator/prometheus
# 开启 Micrometer 的 Prometheus 支持
management.metrics.export.prometheus.enabled=true
这里,我们将 management.server.port
设置为 8081
,代表 Prometheus 监控的端口号。management.endpoints.web.base-path
是管理端点的基础路径,用于提供 Prometheus 监控 API。最后,我们开启了 Micrometer 的 Prometheus 支持,这是实现 Spring Boot 应用监控的必要配置。
编写代码
在 ExampleApplication.java
中添加以下代码:
@SpringBootApplication
public class ExampleApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ExampleApplication.class, args);}@Beanpublic CollectorRegistry collectorRegistry() {return CollectorRegistry.defaultRegistry;}
}
这里,我们启用了 Spring Boot 应用,并创建了一个 CollectorRegistry
bean。这个 bean 将与 Prometheus 一起使用,以暴露应用程序的度量指标。
接下来,在 TestController.java
中添加以下代码:
@RestController
public class TestController {private final Random random = new Random();@Autowiredprivate CollectorRegistry collectorRegistry;@RequestMapping("/test")public String test() throws InterruptedException {// 模拟请求处理Thread.sleep(random.nextInt(500));// 增加指标值Counter.builder("example_requests_total").register(collectorRegistry).inc();return "Test completed";}
}
这里,我们创建了一个 REST 控制器,包含 /test
端点。在这个端点中,我们模拟了请求处理,并增加了 example_requests_total
计数器的值。
运行和测试
现在,我们可以运行应用程序并进行测试了。
首先,启动应用程序:
mvn spring-boot:run
然后在浏览器中访问 http://localhost:8080/test 。每次访问 /test
端点时,计数器 example_requests_total
将增加一个值。
接下来,我们使用 Prometheus 来收集应用程序度量指标。在 Prometheus 的配置文件中,添加以下内容:
scrape_configs:- job_name: 'example-app'metrics_path: '/actuator/prometheus'static_configs:- targets: ['localhost:8081']
最后,访问 http://localhost:9090/graph ,在 Query 输入框中输入 example_requests_total
,即可看到计数器的值。
小结
本文介绍了如何在 Spring Boot 应用中集成 Prometheus 进行应用监控,重点讲解了 Prometheus 的概述、Spring Boot 集成 Prometheus 的教学、应用场景案例、实战教学和测试用例。在实践中,我们可以使用 Prometheus 监控数据库连接池、应用日志、文件上传、定时任务等多种场景,通过灵活配置和扩展,帮助我们更好地了解应用的性能和状态。
总结
Prometheus 是一款开源的系统监控和警报工具包,其具有可扩展性、灵活的数据查询和展现方式、方便的告警功能和模块化的设计等优点。Spring Boot 是一款快速构建应用程序的框架,其提供了自动化的配置和功能,减少了开发者在配置上花费的时间和精力。
在 Spring Boot 应用中集成 Prometheus,需要导入 Prometheus 相关依赖,配置 Prometheus 和定义 Controller,以便实现数据采集和监控。同时,我们可以根据具体的应用场景,使用不同的方法和工具,对应用的性能和状态进行监控和调优。
通过本文的介绍和实践,相信大家已经掌握了如何在 Spring Boot 应用中集成 Prometheus 进行应用监控的方法和技巧。希望大家能够灵活运用这些知识,提升应用的性能和稳定性,为业务发展提供有力的保障。
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