上帝之火

本系列講述的是開(kāi)源實(shí)時(shí)監(jiān)控告警解決方案Prometheus，這個(gè)單詞很牛逼。每次我都能聯(lián)想到帶來(lái)上帝之火的希臘之神，普羅米修斯。而這個(gè)開(kāi)源的logo也是火，個(gè)人挺喜歡這個(gè)logo的設(shè)計(jì)。

本系列著重介紹Prometheus以及如何用它和其周邊的生態(tài)來(lái)搭建一套屬于自己的實(shí)時(shí)監(jiān)控告警平臺(tái)。

本系列受眾對(duì)象為初次接觸Prometheus的用戶，大神勿噴，偏重于操作和實(shí)戰(zhàn)，但是重要的概念也會(huì)精煉出提及下。系列主要分為以下幾塊

• Prometheus各個(gè)概念介紹和搭建，如何抓取數(shù)據(jù)（本次分享內(nèi)容）
• 如何推送數(shù)據(jù)至Prometheus，推送和拉取分別用于什么樣的場(chǎng)景
• Prometheus數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)以及查詢語(yǔ)言PromQL的使用
• Java應(yīng)用如何和Prometheus集成，如何啟用服務(wù)發(fā)現(xiàn)，如果自定義業(yè)務(wù)指標(biāo)
• Prometheus如何和Grafana可視化套件進(jìn)行集成和設(shè)置告警
• 教你如何手寫一個(gè)集成了監(jiān)控Dubbo各個(gè)指標(biāo)的java套件
• 實(shí)際案例分享，如何做各個(gè)業(yè)務(wù)端和系統(tǒng)端的監(jiān)控大盤

Prometheus以及時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念

Prometheus現(xiàn)在在Github有3w多的star，基本上過(guò)萬(wàn)星的開(kāi)源工具，可以認(rèn)為是社區(qū)里絕對(duì)的主流，社區(qū)也相當(dāng)活躍，可以有大量的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。在企業(yè)級(jí)系統(tǒng)中，可以放心的使用。

Prometheus 是由 SoundCloud 開(kāi)發(fā)的開(kāi)源監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)和時(shí)序列數(shù)據(jù)庫(kù)。從字面上理解，Prometheus 由兩個(gè)部分組成，一個(gè)是監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，另一個(gè)是自帶的時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)（TSDB）。

關(guān)于時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)(TSDB)這里要說(shuō)下，我們可以簡(jiǎn)單的理解為一個(gè)優(yōu)化后用來(lái)處理時(shí)間序列數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且數(shù)據(jù)中的數(shù)組是由時(shí)間進(jìn)行索引的。相比于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)主要有幾個(gè)好處：

• 時(shí)間序列數(shù)據(jù)專注于海量數(shù)據(jù)的快速攝取。時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)視數(shù)據(jù)的每一次變化為一條新的數(shù)據(jù)，從而可以去衡量變化：分析過(guò)去的變化，監(jiān)測(cè)現(xiàn)在的變化，以及預(yù)測(cè)未來(lái)將如何變化，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)量小的時(shí)候能做到，在數(shù)據(jù)量大的時(shí)候就需要花費(fèi)大量的成本。
• 高精度數(shù)據(jù)保存時(shí)間較短，中等或更低精度的摘要數(shù)據(jù)保留時(shí)間較長(zhǎng)。對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)說(shuō)，不一定需要每一個(gè)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，而是固定時(shí)間段時(shí)間數(shù)據(jù)的摘要。這對(duì)于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)就意味著要進(jìn)行篩選，在保證大量的寫入同時(shí)還要進(jìn)行帥選，這是一個(gè)超出結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)處理的工作量。
• 數(shù)據(jù)庫(kù)本身必須連續(xù)計(jì)算來(lái)自高精度數(shù)據(jù)的摘要以進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ)。這些計(jì)算既包括一些簡(jiǎn)單的聚合，同時(shí)也有一些復(fù)雜計(jì)算。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法承受那么大量的計(jì)算。因?yàn)楸仨毴?shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)這些聚合和復(fù)雜運(yùn)算。

開(kāi)始搭建Prometheus

https://prometheus.io/

在Prometheue官網(wǎng)Download標(biāo)簽頁(yè)進(jìn)行下載，這里以linux版本為例：

下載好之后，解壓，運(yùn)行

nohup /data/prometheus/prometheus --web.listen-address=0.0.0.0:9090 --config.file=/data/prometheus/prometheus.yml --web.enable-lifecycle --storage.tsdb.path=/data/prometheus/data --storage.tsdb.retention.time=15d &

這樣，就簡(jiǎn)單的搭建起來(lái)Prometheus服務(wù)端了。這時(shí)候，我們可以在web上訪問(wèn)

http://127.0.0.1:9090

就可以訪問(wèn)到管理頁(yè)面

界面上幾個(gè)標(biāo)簽說(shuō)明下：

Alert：用來(lái)配置告警規(guī)則。之后我們會(huì)用Grafana自身的告警界面配置來(lái)代替這個(gè)。

Graph：用來(lái)運(yùn)行PromQL語(yǔ)句的一個(gè)控制臺(tái)，并且可以把運(yùn)行出來(lái)的語(yǔ)句用用圖形化進(jìn)行展示，此塊我們后面章節(jié)會(huì)介紹到。

Status：包含系統(tǒng)信息，系統(tǒng)狀態(tài)，配置信息，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，服務(wù)發(fā)現(xiàn)狀態(tài)等元信息的查看。

Prometheus整體架構(gòu)以及生態(tài)

這張圖是官方的整體架構(gòu)圖。米黃色部分是Prometheus自己的組件，綠色的為第三方的中間件和應(yīng)用。

簡(jiǎn)單介紹下整個(gè)Prometheus的生態(tài)架構(gòu)：

1. Prometheus獲取數(shù)據(jù)的方式只有一種，就是scrape，也稱作pull，意為拉取。Prometheus每隔一段時(shí)間會(huì)從目標(biāo)(target)這里以Http協(xié)議拉取指標(biāo)(metrics)，這些目標(biāo)可以是應(yīng)用，也可以是代理，緩存中間件，數(shù)據(jù)庫(kù)等等一些中間件。
2. 拉取出來(lái)的數(shù)據(jù)Prometheus會(huì)存到自己的TSDB數(shù)據(jù)庫(kù)。自己的WebUI控制臺(tái)以及Grafana可以對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間范圍內(nèi)的不斷查詢，繪制成實(shí)時(shí)圖表工展現(xiàn)。
3. Prometheus 支持例如zookeeper,consul之類的服務(wù)發(fā)現(xiàn)中間件，用以對(duì)目標(biāo)(target)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)。而不用一個(gè)個(gè)去配置target了。
4. alertManager組件支持自定義告警規(guī)則，告警渠道也支持很多種

拉取數(shù)據(jù)

Prometheus主要是通過(guò)拉取的方式獲取數(shù)據(jù)，說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)，就是每隔固定時(shí)間去訪問(wèn)配置的target，target就是一個(gè)獲取數(shù)據(jù)的url。

現(xiàn)在我們就來(lái)模擬一個(gè)數(shù)據(jù)源，并讓prometheus去拉取。

新建一個(gè)springboot的web項(xiàng)目，pom依賴加上

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

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

application.properties里加上

server.port=8080
anagement.endpoints.web.exposure.include=*

啟動(dòng)完畢后，我們就可以在頁(yè)面上訪問(wèn)如下地址：

http://127.0.0.1:8080/actuator/prometheus

得到如下數(shù)據(jù)：

關(guān)于actuator如何監(jiān)控應(yīng)用指標(biāo)以及自定義指標(biāo)我會(huì)在之后的系列里單獨(dú)分析，這里只要理解成我們啟動(dòng)了一個(gè)服務(wù)，提供了一個(gè)url能列出一些kv形式的指標(biāo)就行了。

例如jvm_memory_max_bytes{area="heap",id="PS Old Gen",} 2.863661056E9這個(gè)指標(biāo)，前面是key，后面為value。

其中key上又分key name和key labels，key name就是``jvm_memory_max_bytes，key labels有2個(gè)。

這個(gè)指標(biāo)提供了jvm的最大內(nèi)存，其中area為heap，表明這是堆內(nèi)存區(qū)域，id為PS Old Gen，表明這是老年代。綜合起來(lái)看，這個(gè)指標(biāo)就是jvm中老年代的最大值。數(shù)值類型是byte，換算下來(lái)大概是286M左右。

我們有指標(biāo)的數(shù)據(jù)源后，再在prometheus 的根目錄下編輯prometheus.yml文件，添加如下配置：

- job_name: 'test'
 scrape_interval: 5s
 metrics_path: '/actuator/prometheus'
 static_configs:
 - targets: ['localhost:8080']
  labels:
   instance: demo

這個(gè)配置表示：prometheue每隔5秒鐘從http://localhost:8080/actuator/prometheus這個(gè)url拉取指標(biāo)，并且為每個(gè)指標(biāo)添加instance這個(gè)標(biāo)簽。

添加完畢后，重啟prometheus。進(jìn)入web頁(yè)面中的targets頁(yè)面。如果前面步驟沒(méi)問(wèn)題的話，會(huì)看到：

狀態(tài)為UP表明prometheue已經(jīng)成功獲取到了這個(gè)target 的數(shù)據(jù)。

在查詢頁(yè)面上輸入剛才那個(gè)指標(biāo)的key：

這里每個(gè)value都是prometheus最近一次抓取的數(shù)據(jù)。你每執(zhí)行一次，數(shù)據(jù)都會(huì)變。

這里為什么會(huì)有多條數(shù)據(jù)呢，是因?yàn)槊總€(gè)指標(biāo)他們的標(biāo)簽不一樣。完全一樣的標(biāo)簽會(huì)被歸為一種指標(biāo)。

點(diǎn)Graph這標(biāo)簽可以看到在時(shí)間序列下，某個(gè)指標(biāo)的變化趨勢(shì)

上圖展示了系統(tǒng)cpu指標(biāo)的變化圖。

最后

如今微服務(wù)盛行，小規(guī)模的企業(yè)的微服務(wù)節(jié)點(diǎn)也快上百了，Prometheus生態(tài)能夠用最小的代價(jià)使所有的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可視化。這對(duì)于開(kāi)發(fā)和運(yùn)維來(lái)說(shuō)，意義在于，所有的數(shù)據(jù)不再是黑盒了，至少我個(gè)人覺(jué)得所有的數(shù)據(jù)能夠被觀測(cè)和分析，是具有安全感的。

這個(gè)系列旨在利用實(shí)戰(zhàn)操作教你一步步搭建自己系統(tǒng)和業(yè)務(wù)監(jiān)控大盤。后面會(huì)繼續(xù)更新。下一個(gè)章節(jié)將分析：搭建pushgateway去push數(shù)據(jù)到prometheus，以及2種不同的數(shù)據(jù)獲取方式分別用于什么樣的場(chǎng)景。

到此這篇關(guān)于用Prometheus搭建實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)過(guò)程詳解之上帝之火，普羅米修斯的崛起的文章就介紹到這了,更多相關(guān)用Prometheus搭建實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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