Spring Boot 怎麼做監控?這篇總算整明白了。。。

作者:雙子孤狼
來源:https://blog.csdn.net/zwx900102/article/details/115446997

任何一個服務如果沒有監控,那就是兩眼一抹黑,無法知道當前服務的運行情況,也就無法對可能出現的異常狀況進行很好的處理,所以對任意一個服務來說,監控都是必不可少的。

就目前而言,大部分微服務應用都是基於 SpringBoot 來構建,所以瞭解 SpringBoot 的監控特性是非常有必要的,而 SpringBoot 也提供了一些特性來幫助我們監控應用。

本文基於 SpringBoot 2.3.1.RELEASE 版本演示。

SpringBoot 監控

SpringBoot 中的監控可以分爲 HTTP 端點和 JMX 兩種方式來監控當前應用的運行狀況和指標收集。

| HTTP Endpoints 監控

執行器端點允許您監視應用程序並與之交互。SpringBoot 包括許多內置的端點,並允許我們添加自己的端點。可以通過 HTTP 或 JMX 啓用或禁用每個端點,並公開(使其可以遠程訪問)。

每個端點都有一個唯一的 id,訪問時可以通過如下地址進行訪問:http:ip:port/{id}(SpringBoot 1.x )。

而在 SpringBoot 2.x 版本中,默認新增了一個 /actuator 作爲基本路,訪問地址則對應爲:http:ip:port/actuator/{id}。

使用 HTTP 監控非常簡單,在 SpringBoot 項目中,引入如下依賴:

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

Spring Boot 基礎就不介紹了,推薦下這個實戰教程:https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

默認就可以通過地址 http:localhost:8080/actuator/health,訪問之後得到如下結果:

SpringBoot 中提供了非常多的默認端點監控,但是出於安全考慮,默認情況下有些端點並不是開啓狀態,如 shutdown 端點就是默認關閉的。

內置端點

SpringBoot 中默認提供的常用內置端點如下:

雖然說這裏的大部分端點都是默認開啓的,但是默認暴露(允許對外訪問)的只有 health 和 info 端點,所以如果需要允許端點對外暴露,可以通過如下配置(如果想要暴露所有的端點,則可以直接配置 "*" ):

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: [health,info,mappings] //或者直接配置 "*"

另外,開啓或禁用某一個端點,也可以通過通過如下配置進行動態控制:

management.endpoint.<id>.enabled=true

接下來我們挑選幾個重點的端點來介紹一下。

health 端點

health 斷點默認只是展示當前應用健康信息,但是我們可以通過另一個配置打開詳細信息,這樣不僅僅會監控當前應用,還會監控與當前應用相關的其他第三方應用,如 Redis。

management:
  endpoint:
    health:
      show-details: always

這個配置打開之後,我們連接上 Redis 之後再次訪問 health 端點,就可以展示 Redis 服務的健康信息了:

loggers 端點

訪問 http://localhost:8080/actuator/loggers 可以查看當前應用的日誌級別等信息:

這裏面本身並不特別,但是有一個功能卻非常有用,比如我們生產環境日誌級別一般都是 info,但是現在有一個 bug 通過 info 級別無法排查,那麼我們就可以臨時修改 log 級別。

比如上圖中的 ROOT 節點是 info 級別,那麼我們可以通過 postman 等工具來發一個 post 請求修改日誌級別。

修改之後就會發現,日誌由原來的 info 變成了 debug:

metrics 端點

metrics 是一個非常重要的監控端點,其監控內容覆蓋了 JVM 內存、堆、類加載、處理器和 tomcat 容器等一些重要指標:

可以看到這裏麪包含了非常多的指標,任意訪問一個指標就可以查看對應的指標信息:

自定義監控端點

通過上面的介紹,可以看到 SpringBoot 提供的監控非常強大,但是就算再全面的監控也不可能滿足所有人的需求,所以 SpringBoot 也支持自定義監控端點。

自定義一個監控端點主要有如下常用註解:

  • @Endpoint:定義一個監控端點,同時支持 HTTP 和 JMX 兩種方式。
  • @WebEndpoint:定義一個監控端點,只支持 HTTP 方式。
  • @JmxEndpoint:定義一個監控端點,只支持 JMX 方式。

以上三個註解作用在類上,表示當前類是一個監控端點,另外還有一些註解會用在方法和參數上:

  • @ReadOperation:作用在方法上,可用來返回端點展示的信息(通過 Get 方法請求)。
  • @WriteOperation:作用在方法上,可用來修改端點展示的信息(通過 Post 方法請求)。
  • @DeleteOperation:作用在方法上,可用來刪除對應端點信息(通過 Delete 方法請求)。
  • @Selector:作用在參數上,用來定位一個端點的具體指標路由。

來,一起寫一個自己的監控端點,定義一個類,並使用 @Endpoint 註解標註標識,同時定義幾個方法用 @ReadOperation 和 @WriteOperation 註解來標註:

@Endpoint(id="myEndpoint")
@Component
public class MyEndpoint {
    private String STATUS = "up";
    private String DETAIL = "一切正常";

//    @ReadOperation
//    public String test1(){
//        return "wolf";
//    }

//    @ReadOperation
//    public Map<String,String> test2(){
//        Map<String,String> map = new HashMap();
//        map.put("status","up");
//        return map;
//    }

    @ReadOperation
    public JSONObject test3(){
        JSONObject jsonObject= new JSONObject();
        jsonObject.put("status",STATUS);
        jsonObject.put("detail",DETAIL);
        return jsonObject;
    }

    @ReadOperation
    public JSONObject test3_1(@Selector String name){
        JSONObject jsonObject= new JSONObject();
        if ("status".equals(name)){
            jsonObject.put("status",STATUS);
        }else if ("detail".equals(name)){
            jsonObject.put("detail",DETAIL);
        }
        return jsonObject;
    }

    @WriteOperation//動態修改指標
    public void test4(@Selector String name,@Nullable String value){
        if (!StringUtils.isEmpty(value)){
            if ("status".equals(name)){
                STATUS = value;
            }else if ("detail".equals(name)){
                DETAIL = value;
            }
        }
    }
}

Spring Boot 基礎就不介紹了,推薦下這個實戰教程:https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

@Component 註解表示將該類交給 Spring 進行管理,或者也可以再定義一個 Configuration 類來加載該 Bean 也可以。

當然,如果我們需要提供給第三方使用,如果無法保證當前包名被掃描,則需要使用 SpringBoot 的自動裝配機制將該類進行管理。

@ReadOperation 方法可以返回 String 或者 JSONObject 或者 Map 集合等。

參數上加了 @Selector 註解則表示訪問斷端點的時候可以直接訪問子節點。

完成了上面的類,啓動 SpringBoot 應用,接下來就可以直接通過 http://localhost:8080/actuator/myEndpoint 進行訪問了:

同時,因爲 test3_1 方法使用了 @Selector 註解,所以我們可以通過這個方法每一個指標的明細:

而帶有 @WriteOperation 註解的方法可以用來修改指標,這個方法需要用 post 進行訪問,訪問的參數可以直接使用字符串傳參,也可以直接使用 json 進行傳參,修改之後再次查看就可以發現指標已經被動態修改:

| JMX 監控

JMX 全稱爲 Java Management Extensions,即 Java 管理擴展。它提供了對 Java 應用程序和 JVM 的監控管理。

通過 JMX 我們可以監控服務器中各種資源的使用情況以及線程,內存和 CPU 等使用情況。

打開 jdk 下提供的工具 jConsole:

打開之後這裏會監控到我們已經啓動的應用,雙擊進入:

如何手動註冊一個 JMX MBean?

定義一個接口 SystemInfoMBean(注意名字必須要用 MBean 結尾):

public interface SystemInfoMBean {
    int getCpuCore();
    long getTotalMemory();
    void shutdown();
}

再定義一個類實現 SystemInfoMBean 接口,實現類的明明方式爲接口名去掉 MBean:

public class SystemInfo implements SystemInfoMBean {
    @Override
    public int getCpuCore() {
        return Runtime.getRuntime().availableProcessors();
    }
    @Override
    public long getTotalMemory() {
        return Runtime.getRuntime().totalMemory();
    }

    @Override
    public void shutdown() {
        System.exit(0);
    }
}

最後就是需要將該實現類進行註冊:

public class JmxRegisterMain {
    public static void main(String[] args) throws NotCompliantMBeanException, InstanceAlreadyExistsException, MBeanRegistrationException, MalformedObjectNameException, IOException {
        MBeanServer mBeanServer= ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();
        ObjectName objectName=new ObjectName("com.lonely.wolf.note.springboot.actuator.jmx:type=SystemInfo");
        SystemInfo SystemInfo =new SystemInfo();
        mBeanServer.registerMBean(SystemInfo,objectName);//註冊
        System.in.read();//防止程序結束
    }
}

運行該 main 方法,再打開 jConsole 就可以看到成功註冊了一個 MBean:

同樣的,Spring 當中只要我們使用了 @Endpoint 或者 @JmxEndpoint 註解,就會自動幫我們註冊一個 MBean,其原理也是利用了自動裝配機制。

除了 SpringBoot 自帶的監控之外,也有其他第三方開源的強大監控系統,如 Prometheus,而且 SpringBoot 也將其進行了集成,使用 Prometheus 時只需要引入如下 jar 包即可:

<dependency>
    <groupId>io.micrometer</groupId>
    <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
</dependency>

當然,如果使用 Prometheus 的話需要單獨安裝,而且一般會選擇 Prometheus + Grafana 來共同實現一個監控平臺,在這裏就不做過多介紹,如果感興趣的朋友可以自己去了解下這兩種軟件的使用。

總結

本文主要講述了 Spring Boot actuator 的使用,並分別介紹了其中兩種監控類型 HTTP 和 JMX,最後通過一個例子來實現了自定義的端點,同時也實現了手動註冊一個 MBean 的方法。

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