Prometheus与Grafana监控Spring Boot应用

Prometheus介绍

Prometheus是一套开源的监控&报警&时间序列数据库的组合

它可以监控主机、服务、容器，支持多种exporter采集数据，还支持pushgateway进行数据上报

Prometheus性能足以支撑上万台规模的集群

主要特征

• 多维度数据模型，可以通过多个维度对数据建模，也可以通过多个维度对数据进行查询
• 灵活的查询语言，提供灵活的PromQL查询，还提供了HTTP查询接口，可以方便地结合Grafana等组件展示数据
• 不依赖分布式存储，支持单节点的本地存储。通过Prometheus自带的时序数据库，可以完成每秒百万级的数据存储，如果需要存储大量历史数据，还可以对接第三方的时序数据库
• 以HTTP方式，通过pull模型拉取时间序列数据，并提供了开放的指标数据标准
• 可以通过中间网关支持push模型
• 通过服务发现或者静态配置来发现目标服务对象
• 支持多种多样的图表和界面展示，可以使用第三方的工具来展示内容，如Grafana

监控原理

• Prometheus Server负责定时在目标上抓取metrics(指标)数据
• 每个抓取目标[主机、服务]都需要暴露一个HTTP服务接口用于Prometheus定时抓取

Pull方式的优势是能够自动进行上游监控和水平监控，配置更少，更容易扩展，更灵活，更容易实现高可用

配置文件六个大配置段的含义

• prometheus配置文件各个大配置段

  • scrape\_configs 采集配置段 做采集器
  • rule\_files 告警、预聚合配置文件段
  • remote\_read 远程查询段
  • remote\_write 远程写入段
  • alerting: Alertmanager信息段

• yaml具体配置格式

# 全局配置段
global:
  # 采集间隔 
  scrape_interval:     15s # Set the scrape interval to every 15 seconds. Default is every 1 minute.
  # 计算报警和预聚合间隔
  evaluation_interval: 15s # Evaluate rules every 15 seconds. The default is every 1 minute.
  # 采集超时时间
  scrape_timeout: 10s 
  # 查询日志，包含各阶段耗时统计
  query_log_file: /opt/logs/prometheus_query_log
  # 全局标签组
  # 通过本实例采集的数据都会叠加下面的标签
  external_labels:
    account: 'huawei-main'
    region: 'node1'
​
# Alertmanager信息段
alerting:
  alertmanagers:
  - scheme: http
    static_configs:
    - targets:
      - "localhost:9090"
​
# 告警、预聚合配置文件段
rule_files:
    - /etc/prometheus/rules/record.yml
    - /etc/prometheus/rules/alert.yml
​
# 采集配置段
scrape_configs:
  # The job name is added as a label `job=<job_name>` to any timeseries scraped from this config.
  - job_name: 'prometheus'
​
    # metrics_path defaults to '/metrics'
    # scheme defaults to 'http'.
​
    static_configs:
    - targets: ['localhost:9090']
​
# 远程查询段
remote_read:
  # prometheus 
  - url: http://prometheus/v1/read
    read_recent: true
​
  # m3db 
  - url: "http://m3coordinator-read:7201/api/v1/prom/remote/read"
    read_recent: true
​
# 远程写入段
remote_write:
  - url: "http://m3coordinator-write:7201/api/v1/prom/remote/write"
    queue_config:
      capacity: 10000
      max_samples_per_send: 60000
    write_relabel_configs:
      - source_labels: [__name__]
        separator: ;
        # 标签key前缀匹配到的drop
        regex: '(kubelet_|apiserver_|container_fs_).*'
        replacement: $1
        action: drop

部署prometheus

编写Spring Boot代码

• 创建一个Spring Boot项目
  
• 添加依赖

<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
​
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
​
        <dependency>
            <groupId>io.micrometer</groupId>
            <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>

• 添加配置

spring:
  application:
    name: springboot-prometheus-demo
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"
  endpoint:
    prometheus:
      enabled: true
    health:
      show-details: always
  metrics:
    export:
      prometheus:
        descriptions: true
​
server:
  port: 3000

• 配置启动类

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
​
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }
​
    @Bean
    MeterRegistryCustomizer<MeterRegistry> configurer(
            @Value("${spring.application.name}") String applicationName) {
        return (registry) -> registry.config().commonTags("application", applicationName);
    }
​
}

安装部署Prometheus服务监控

• 拉取镜像

docker pull prom/prometheus

• 准备prometheus.yml配置文件

global:
  scrape_interval: 15s
​
rule_files:
  - /etc/prometheus/alert.rules.yml
​
scrape_configs:
  - job_name: 'prometheus'
    static_configs:
      - targets: ['localhost:9090']
      
    # 配置要监控的服务
  - job_name: 'springboot_prometheus_demo'
    scrape_interval: 5s
    metrics_path: '/actuator/prometheus'
    static_configs:
      - targets: ['xxx.xxx.xxx.xxx:xxx']
​
alerting:
  alertmanagers:
  - static_configs:
    - targets: ['alertmanager:9093']

将该文件保存到 /opt/prometheus/config/prometheus.yml

• 启动Prometheus容器

docker run -d \
  --name prometheus \
  -p 9090:9090 \
  -v /opt/prometheus/config/prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml \
  -v /opt/prometheus/data:/prometheus \
  prom/prometheus

安装部署Grafana

• 拉取镜像

docker pull grafana/grafana

• 启动容器

docker run -d -p 3000:3000 --name=grafana \
  --volume grafana-storage:/var/lib/grafana \
  grafana/grafana

• 配置Grafana

启动容器后，您可以通过浏览器访问 http://localhost:3000 来访问 Grafana 的 Web 界面。默认的管理员用户名和密码都是 admin

填写Prometheus地址保存

添加dashboard

填写4701，表示提供的一个JVM监控模板

即可监控Spring Boot应用