你好,我是朱晔。今天,我们来聊聊业务代码写完,是不是就意味着生产就绪,可以直接投产了。

所谓生产就绪(Production-ready),是指应用开发完成要投入生产环境,开发层面需要额外做的一些工作。在我看来,如果应用只是开发完成了功能代码,然后就直接投产,那意味着应用其实在裸奔。在这种情况下,遇到问题因为缺乏有效的监控导致无法排查定位问题,同时很可能遇到问题我们自己都不知道,需要依靠用户反馈才知道应用出了问题。

那么,生产就绪需要做哪些工作呢?我认为,以下三方面的工作最重要。

第一,提供健康检测接口。传统采用ping的方式对应用进行探活检测并不准确。有的时候,应用的关键内部或外部依赖已经离线,导致其根本无法正常工作,但其对外的Web端口或管理端口是可以ping通的。我们应该提供一个专有的监控检测接口,并尽可能触达一些内部组件。

第二,暴露应用内部信息。应用内部诸如线程池、内存队列等组件,往往在应用内部扮演了重要的角色,如果应用或应用框架可以对外暴露这些重要信息,并加以监控,那么就有可能在诸如OOM等重大问题暴露之前发现蛛丝马迹,避免出现更大的问题。

第三,建立应用指标Metrics监控。Metrics可以翻译为度量或者指标,指的是对于一些关键信息以可聚合的、数值的形式做定期统计,并绘制出各种趋势图表。这里的指标监控,包括两个方面:一是,应用内部重要组件的指标监控,比如JVM的一些指标、接口的QPS等;二是,应用的业务数据的监控,比如电商订单量、游戏在线人数等。

今天,我就通过实际案例,和你聊聊如何快速实现这三方面的工作。

准备工作:配置Spring Boot Actuator

Spring Boot有一个Actuator模块,封装了诸如健康检测、应用内部信息、Metrics指标等生产就绪的功能。今天这一讲后面的内容都是基于Actuator的,因此我们需要先完成Actuator的引入和配置。

我们可以像这样在pom中通过添加依赖的方式引入Actuator:

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

之后,你就可以直接使用Actuator了,但还要注意一些重要的配置:

management.server.port=45679
management.endpoints.web.exposure.include=*
management.endpoints.web.base-path=/admin

现在,你就可以访问 http://localhost:45679/admin ,来查看Actuator的所有功能URL了:

其中,大部分端点提供的是只读信息,比如查询Spring的Bean、ConfigurableEnvironment、定时任务、SpringBoot自动配置、Spring MVC映射等;少部分端点还提供了修改功能,比如优雅关闭程序、下载线程Dump、下载堆Dump、修改日志级别等。

你可以访问这里,查看所有这些端点的功能,详细了解它们提供的信息以及实现的操作。此外,我再分享一个不错的Spring Boot管理工具Spring Boot Admin,它把大部分Actuator端点提供的功能封装为了Web UI。

健康检测需要触达关键组件

在这一讲开始我们提到,健康检测接口可以让监控系统或发布工具知晓应用的真实健康状态,比ping应用端口更可靠。不过,要达到这种效果最关键的是,我们能确保健康检测接口可以探查到关键组件的状态。

好在Spring Boot Actuator帮我们预先实现了诸如数据库、InfluxDB、Elasticsearch、Redis、RabbitMQ等三方系统的健康检测指示器HealthIndicator。

通过Spring Boot的自动配置,这些指示器会自动生效。当这些组件有问题的时候,HealthIndicator会返回DOWN或OUT_OF_SERVICE状态,health端点HTTP响应状态码也会变为503,我们可以以此来配置程序健康状态监控报警。

为了演示,我们可以修改配置文件,把management.endpoint.health.show-details参数设置为always,让所有用户都可以直接查看各个组件的健康情况(如果配置为when-authorized,那么可以结合management.endpoint.health.roles配置授权的角色):

management.endpoint.health.show-details=always

访问health端点可以看到,数据库、磁盘、RabbitMQ、Redis等组件健康状态是UP,整个应用的状态也是UP:

在了解了基本配置之后,我们考虑一下,如果程序依赖一个很重要的三方服务,我们希望这个服务无法访问的时候,应用本身的健康状态也是DOWN。

比如三方服务有一个user接口,出现异常的概率是50%:

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("user")
public class UserServiceController {
    @GetMapping
    public User getUser(@RequestParam("userId") long id) {
        //一半概率返回正确响应,一半概率抛异常
        if (ThreadLocalRandom.current().nextInt() % 2 == 0)
            return new User(id, "name" + id);
        else
            throw new RuntimeException("error");
    }
}

要实现这个user接口是否正确响应和程序整体的健康状态挂钩的话,很简单,只需定义一个UserServiceHealthIndicator实现HealthIndicator接口即可。

在health方法中,我们通过RestTemplate来访问这个user接口,如果结果正确则返回Health.up(),并把调用执行耗时和结果作为补充信息加入Health对象中。如果调用接口出现异常,则返回Health.down(),并把异常信息作为补充信息加入Health对象中:

@Component
@Slf4j
public class UserServiceHealthIndicator implements HealthIndicator {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Override
    public Health health() {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        long userId = 1L;
        User user = null;
        try {
            //访问远程接口
            user = restTemplate.getForObject("http://localhost:45678/user?userId=" + userId, User.class);
            if (user != null && user.getUserId() == userId) {
                //结果正确,返回UP状态,补充提供耗时和用户信息
                return Health.up()
                        .withDetail("user", user)
                        .withDetail("took", System.currentTimeMillis() - begin)
                        .build();
            } else {
                //结果不正确,返回DOWN状态,补充提供耗时
                return Health.down().withDetail("took", System.currentTimeMillis() - begin).build();
            }
        } catch (Exception ex) {
            //出现异常,先记录异常,然后返回DOWN状态,补充提供异常信息和耗时
            log.warn("health check failed!", ex);
            return Health.down(ex).withDetail("took", System.currentTimeMillis() - begin).build();
        }
    }
}

我们再来看一个聚合多个HealthIndicator的案例,也就是定义一个CompositeHealthContributor来聚合多个HealthContributor,实现一组线程池的监控。

首先,在ThreadPoolProvider中定义两个线程池,其中demoThreadPool是包含一个工作线程的线程池,类型是ArrayBlockingQueue,阻塞队列的长度为10;还有一个ioThreadPool模拟IO操作线程池,核心线程数10,最大线程数50:

public class ThreadPoolProvider {
    //一个工作线程的线程池,队列长度10
    private static ThreadPoolExecutor demoThreadPool = new ThreadPoolExecutor(
            1, 1,
            2, TimeUnit.SECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10),
            new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("demo-threadpool-%d").get());
    //核心线程数10,最大线程数50的线程池,队列长度50
    private static ThreadPoolExecutor ioThreadPool = new ThreadPoolExecutor(
            10, 50,
            2, TimeUnit.SECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(100),
            new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("io-threadpool-%d").get());

    public static ThreadPoolExecutor getDemoThreadPool() {
        return demoThreadPool;
    }

    public static ThreadPoolExecutor getIOThreadPool() {
        return ioThreadPool;
    }
}

然后,我们定义一个接口,来把耗时很长的任务提交到这个demoThreadPool线程池,以模拟线程池队列满的情况:

@GetMapping("slowTask")
public void slowTask() {
    ThreadPoolProvider.getDemoThreadPool().execute(() -> {
        try {
            TimeUnit.HOURS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
    });
}

做了这些准备工作后,让我们来真正实现自定义的HealthIndicator类,用于单一线程池的健康状态。

我们可以传入一个ThreadPoolExecutor,通过判断队列剩余容量来确定这个组件的健康状态,有剩余量则返回UP,否则返回DOWN,并把线程池队列的两个重要数据,也就是当前队列元素个数和剩余量,作为补充信息加入Health:

public class ThreadPoolHealthIndicator implements HealthIndicator {
    private ThreadPoolExecutor threadPool;

    public ThreadPoolHealthIndicator(ThreadPoolExecutor threadPool) {
        this.threadPool = threadPool;
    }
    @Override
    public Health health() {
        //补充信息
        Map<String, Integer> detail = new HashMap<>();
        //队列当前元素个数
        detail.put("queue_size", threadPool.getQueue().size());
        //队列剩余容量
        detail.put("queue_remaining", threadPool.getQueue().remainingCapacity());
        //如果还有剩余量则返回UP,否则返回DOWN
        if (threadPool.getQueue().remainingCapacity() > 0) {
            return Health.up().withDetails(detail).build();
        } else {
            return Health.down().withDetails(detail).build();
        }
    }
}

再定义一个CompositeHealthContributor,来聚合两个ThreadPoolHealthIndicator的实例,分别对应ThreadPoolProvider中定义的两个线程池:

@Component
public class ThreadPoolsHealthContributor implements CompositeHealthContributor {
    //保存所有的子HealthContributor
    private Map<String, HealthContributor> contributors = new HashMap<>();

    ThreadPoolsHealthContributor() {
        //对应ThreadPoolProvider中定义的两个线程池
        this.contributors.put("demoThreadPool", new ThreadPoolHealthIndicator(ThreadPoolProvider.getDemoThreadPool()));
        this.contributors.put("ioThreadPool", new ThreadPoolHealthIndicator(ThreadPoolProvider.getIOThreadPool()));
    }

    @Override
    public HealthContributor getContributor(String name) {
        //根据name找到某一个HealthContributor
        return contributors.get(name);
    }

    @Override
    public Iterator<NamedContributor<HealthContributor>> iterator() {
        //返回NamedContributor的迭代器,NamedContributor也就是Contributor实例+一个命名
        return contributors.entrySet().stream()
                .map((entry) -> NamedContributor.of(entry.getKey(), entry.getValue())).iterator();
    }
}

程序启动后可以看到,health接口展现了线程池和外部服务userService的健康状态,以及一些具体信息:

我们看到一个demoThreadPool为DOWN导致父threadPools为DOWN,进一步导致整个程序的status为DOWN:

以上,就是通过自定义HealthContributor和CompositeHealthContributor,来实现监控检测触达程序内部诸如三方服务、线程池等关键组件,是不是很方便呢?

额外补充一下,Spring Boot 2.3.0增强了健康检测的功能,细化了Liveness和Readiness两个端点,便于Spring Boot应用程序和Kubernetes整合。

对外暴露应用内部重要组件的状态

除了可以把线程池的状态作为整个应用程序是否健康的依据外,我们还可以通过Actuator的InfoContributor功能,对外暴露程序内部重要组件的状态数据。这里,我会用一个例子演示使用info的HTTP端点、JMX MBean这两种方式,如何查看状态数据。

我们看一个具体案例,实现一个ThreadPoolInfoContributor来展现线程池的信息。

@Component
public class ThreadPoolInfoContributor implements InfoContributor {
    private static Map threadPoolInfo(ThreadPoolExecutor threadPool) {
        Map<String, Object> info = new HashMap<>();
        info.put("poolSize", threadPool.getPoolSize());//当前池大小
        info.put("corePoolSize", threadPool.getCorePoolSize());//设置的核心池大小
        info.put("largestPoolSize", threadPool.getLargestPoolSize());//最大达到过的池大小
        info.put("maximumPoolSize", threadPool.getMaximumPoolSize());//设置的最大池大小
        info.put("completedTaskCount", threadPool.getCompletedTaskCount());//总完成任务数
        return info;
    }

    @Override
    public void contribute(Info.Builder builder) {
        builder.withDetail("demoThreadPool", threadPoolInfo(ThreadPoolProvider.getDemoThreadPool()));
        builder.withDetail("ioThreadPool", threadPoolInfo(ThreadPoolProvider.getIOThreadPool()));
    }
}

访问/admin/info接口,可以看到这些数据:

此外,如果设置开启JMX的话:

spring.jmx.enabled=true

可以通过jconsole工具,在org.springframework.boot.Endpoint中找到Info这个MBean,然后执行info操作可以看到,我们刚才自定义的InfoContributor输出的有关两个线程池的信息:

这里,我再额外补充一点。对于查看和操作MBean,除了使用jconsole之外,你可以使用jolokia把JMX转换为HTTP协议,引入依赖:

<dependency>
    <groupId>org.jolokia</groupId>
    <artifactId>jolokia-core</artifactId>
</dependency>

然后,你就可以通过jolokia,来执行org.springframework.boot:type=Endpoint,name=Info这个MBean的info操作:

指标Metrics是快速定位问题的“金钥匙”

指标是指一组和时间关联的、衡量某个维度能力的量化数值。通过收集指标并展现为曲线图、饼图等图表,可以帮助我们快速定位、分析问题。

我们通过一个实际的案例,来看看如何通过图表快速定位问题。

有一个外卖订单的下单和配送流程,如下图所示。OrderController进行下单操作,下单操作前先判断参数,如果参数正确调用另一个服务查询商户状态,如果商户在营业的话继续下单,下单成功后发一条消息到RabbitMQ进行异步配送流程;然后另一个DeliverOrderHandler监听这条消息进行配送操作。

对于这样一个涉及同步调用和异步调用的业务流程,如果用户反馈下单失败,那我们如何才能快速知道是哪个环节出了问题呢?

这时,指标体系就可以发挥作用了。我们可以分别为下单和配送这两个重要操作,建立一些指标进行监控。

对于下单操作,可以建立4个指标:

对于配送操作,也是建立类似的4个指标。我们可以使用Micrometer框架实现指标的收集,它也是Spring Boot Actuator选用的指标框架。它实现了各种指标的抽象,常用的有三种:

所有的指标还可以附加一些tags标签,作为补充数据。比如,当操作执行失败的时候,我们就会附加一个reason标签到指标上。

Micrometer除了抽象了指标外,还抽象了存储。你可以把Micrometer理解为类似SLF4J这样的框架,只不过后者针对日志抽象,而Micrometer是针对指标进行抽象。Micrometer通过引入各种registry,可以实现无缝对接各种监控系统或时间序列数据库。

在这个案例中,我们引入了micrometer-registry-influx依赖,目的是引入Micrometer的核心依赖,以及通过Micrometer对于InfluxDB(InfluxDB是一个时间序列数据库,其专长是存储指标数据)的绑定,以实现指标数据可以保存到InfluxDB:

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

然后,修改配置文件,启用指标输出到InfluxDB的开关、配置InfluxDB的地址,以及设置指标每秒在客户端聚合一次,然后发送到InfluxDB:

management.metrics.export.influx.enabled=true
management.metrics.export.influx.uri=http://localhost:8086
management.metrics.export.influx.step=1S

接下来,我们在业务逻辑中增加相关的代码来记录指标。

下面是OrderController的实现,代码中有详细注释,我就不一一说明了。你需要注意观察如何通过Micrometer框架,来实现下单总数量、下单请求、下单成功和下单失败这四个指标,分别对应代码的第17、25、43、47行:

//下单操作,以及商户服务的接口
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("order")
public class OrderController {
    //总订单创建数量
    private AtomicLong createOrderCounter = new AtomicLong();
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;


    @PostConstruct
    public void init() {
        //注册createOrder.received指标,gauge指标只需要像这样初始化一次,直接关联到AtomicLong引用即可
        Metrics.gauge("createOrder.totalSuccess", createOrderCounter);
    }


    //下单接口,提供用户ID和商户ID作为入参
    @GetMapping("createOrder")
    public void createOrder(@RequestParam("userId") long userId, @RequestParam("merchantId") long merchantId) {
        //记录一次createOrder.received指标,这是一个counter指标,表示收到下单请求
        Metrics.counter("createOrder.received").increment();
        Instant begin = Instant.now();
        try {
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);
            //模拟无效用户的情况,ID<10为无效用户
            if (userId < 10)
                throw new RuntimeException("invalid user");
            //查询商户服务
            Boolean merchantStatus = restTemplate.getForObject("http://localhost:45678/order/getMerchantStatus?merchantId=" + merchantId, Boolean.class);
            if (merchantStatus == null || !merchantStatus)
                throw new RuntimeException("closed merchant");
            Order order = new Order();
            order.setId(createOrderCounter.incrementAndGet()); //gauge指标可以得到自动更新
            order.setUserId(userId);
            order.setMerchantId(merchantId);
            //发送MQ消息
            rabbitTemplate.convertAndSend(Consts.EXCHANGE, Consts.ROUTING_KEY, order);
            //记录一次createOrder.success指标,这是一个timer指标,表示下单成功,同时提供耗时
            Metrics.timer("createOrder.success").record(Duration.between(begin, Instant.now()));
        } catch (Exception ex) {
            log.error("creareOrder userId {} failed", userId, ex);
            //记录一次createOrder.failed指标,这是一个timer指标,表示下单失败,同时提供耗时,并且以tag记录失败原因
            Metrics.timer("createOrder.failed", "reason", ex.getMessage()).record(Duration.between(begin, Instant.now()));
        }
    }


    //商户查询接口
    @GetMapping("getMerchantStatus")
    public boolean getMerchantStatus(@RequestParam("merchantId") long merchantId) throws InterruptedException {
        //只有商户ID为2的商户才是营业的
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);
        return merchantId == 2;
    }
}

当用户ID<10的时候,我们模拟用户数据无效的情况,当商户ID不为2的时候我们模拟商户不营业的情况。

接下来是DeliverOrderHandler配送服务的实现。

其中,deliverOrder方法监听OrderController发出的MQ消息模拟配送。如下代码所示,第17、25、32和36行代码,实现了配送相关四个指标的记录:

//配送服务消息处理程序
@RestController
@Slf4j
@RequestMapping("deliver")
public class DeliverOrderHandler {
    //配送服务运行状态
    private volatile boolean deliverStatus = true;
    private AtomicLong deliverCounter = new AtomicLong();
    //通过一个外部接口来改变配送状态模拟配送服务停工
    @PostMapping("status")
    public void status(@RequestParam("status") boolean status) {
        deliverStatus = status;
    }
    @PostConstruct
    public void init() {
        //同样注册一个gauge指标deliverOrder.totalSuccess,代表总的配送单量,只需注册一次即可
        Metrics.gauge("deliverOrder.totalSuccess", deliverCounter);
    }

    //监听MQ消息
    @RabbitListener(queues = Consts.QUEUE_NAME)
    public void deliverOrder(Order order) {
        Instant begin = Instant.now();
        //对deliverOrder.received进行递增,代表收到一次订单消息,counter类型
        Metrics.counter("deliverOrder.received").increment();
        try {
            if (!deliverStatus)
                throw new RuntimeException("deliver outofservice");
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
            deliverCounter.incrementAndGet();
            //配送成功指标deliverOrder.success,timer类型
            Metrics.timer("deliverOrder.success").record(Duration.between(begin, Instant.now()));
        } catch (Exception ex) {
            log.error("deliver Order {} failed", order, ex);
            //配送失败指标deliverOrder.failed,同样附加了失败原因作为tags,timer类型
            Metrics.timer("deliverOrder.failed", "reason", ex.getMessage()).record(Duration.between(begin, Instant.now()));
        }
    }
}

同时,我们模拟了一个配送服务整体状态的开关,调用status接口可以修改其状态。至此,我们完成了场景准备,接下来开始配置指标监控。

首先,我们来安装Grafana。然后进入Grafana配置一个InfluxDB数据源:

配置好数据源之后,就可以添加一个监控面板,然后在面板中添加各种监控图表。比如,我们在一个下单次数图表中添加了下单收到、成功和失败三个指标。

关于这张图中的配置:

使用Grafana配置InfluxDB指标的详细方式,你可以参考这里。其中的FROM、SELECT、GROUP BY的含义和SQL类似,理解起来应该不困难。

类似地, 我们配置出一个完整的业务监控面板,包含之前实现的8个指标:

下面我们进入实战,使用wrk针对四种情况进行压测,然后通过曲线来分析定位问题。

第一种情况是,使用合法的用户ID和营业的商户ID运行一段时间:

wrk -t 1 -c 1 -d 3600s http://localhost:45678/order/createOrder\?userId\=20\&merchantId\=2

从监控面板可以一目了然地看到整个系统的运作情况。可以看到,目前系统运行良好,不管是下单还是配送操作都是成功的,且下单操作平均处理时间400ms、配送操作则是在500ms左右,符合预期(注意,下单次数曲线中的绿色和黄色两条曲线其实是重叠在一起的,表示所有下单都成功了):

第二种情况是,模拟无效用户ID运行一段时间

wrk -t 1 -c 1 -d 3600s http://localhost:45678/order/createOrder\?userId\=2\&merchantId\=2

使用无效用户下单,显然会导致下单全部失败。接下来,我们就看看从监控图中是否能看到这个现象。

第三种情况是,尝试一下因为商户不营业导致的下单失败

wrk -t 1 -c 1 -d 3600s http://localhost:45678/order/createOrder\?userId\=20\&merchantId\=1

我把变化的地方圈了出来,你可以自己尝试分析一下:

第四种情况是,配送停止。我们通过curl调用接口,来设置配送停止开关:

curl -X POST 'http://localhost:45678/deliver/status?status=false'

从监控可以看到,从开关关闭那刻开始,所有的配送消息全部处理失败了,原因是deliver outofservice,配送操作性能从500ms左右到了0ms,说明配送失败是一个本地快速失败,并不是因为服务超时等导致的失败。而且虽然配送失败,但下单操作都是正常的:

最后希望说的是,除了手动添加业务监控指标外,Micrometer框架还帮我们自动做了很多有关JVM内部各种数据的指标。进入InfluxDB命令行客户端,你可以看到下面的这些表(指标),其中前8个是我们自己建的业务指标,后面都是框架帮我们建的JVM、各种组件状态的指标:

> USE mydb
Using database mydb
> SHOW MEASUREMENTS
name: measurements
name
----
createOrder_failed
createOrder_received
createOrder_success
createOrder_totalSuccess
deliverOrder_failed
deliverOrder_received
deliverOrder_success
deliverOrder_totalSuccess
hikaricp_connections
hikaricp_connections_acquire
hikaricp_connections_active
hikaricp_connections_creation
hikaricp_connections_idle
hikaricp_connections_max
hikaricp_connections_min
hikaricp_connections_pending
hikaricp_connections_timeout
hikaricp_connections_usage
http_server_requests
jdbc_connections_max
jdbc_connections_min
jvm_buffer_count
jvm_buffer_memory_used
jvm_buffer_total_capacity
jvm_classes_loaded
jvm_classes_unloaded
jvm_gc_live_data_size
jvm_gc_max_data_size
jvm_gc_memory_allocated
jvm_gc_memory_promoted
jvm_gc_pause
jvm_memory_committed
jvm_memory_max
jvm_memory_used
jvm_threads_daemon
jvm_threads_live
jvm_threads_peak
jvm_threads_states
logback_events
process_cpu_usage
process_files_max
process_files_open
process_start_time
process_uptime
rabbitmq_acknowledged
rabbitmq_acknowledged_published
rabbitmq_channels
rabbitmq_connections
rabbitmq_consumed
rabbitmq_failed_to_publish
rabbitmq_not_acknowledged_published
rabbitmq_published
rabbitmq_rejected
rabbitmq_unrouted_published
spring_rabbitmq_listener
system_cpu_count
system_cpu_usage
system_load_average_1m
tomcat_sessions_active_current
tomcat_sessions_active_max
tomcat_sessions_alive_max
tomcat_sessions_created
tomcat_sessions_expired
tomcat_sessions_rejected

我们可以按照自己的需求,选取其中的一些指标,在Grafana中配置应用监控面板:

看到这里,通过监控图表来定位问题,是不是比日志方便了很多呢?

重点回顾

今天,我和你介绍了如何使用Spring Boot Actuaor实现生产就绪的几个关键点,包括健康检测、暴露应用信息和指标监控。

所谓磨刀不误砍柴工,健康检测可以帮我们实现负载均衡的联动;应用信息以及Actuaor提供的各种端点,可以帮我们查看应用内部情况,甚至对应用的一些参数进行调整;而指标监控,则有助于我们整体观察应用运行情况,帮助我们快速发现和定位问题。

其实,完整的应用监控体系一般由三个方面构成,包括日志Logging、指标Metrics和追踪Tracing。其中,日志和指标我相信你应该已经比较清楚了。追踪一般不涉及开发工作就没有展开阐述,我和你简单介绍一下。

追踪也叫做全链路追踪,比较有代表性的开源系统是SkyWalkingPinpoint。一般而言,接入此类系统无需额外开发,使用其提供的javaagent来启动Java程序,就可以通过动态修改字节码实现各种组件的改写,以加入追踪代码(类似AOP)。

全链路追踪的原理是:

  1. 请求进入第一个组件时,先生成一个TraceID,作为整个调用链(Trace)的唯一标识;
  2. 对于每次操作,都记录耗时和相关信息形成一个Span挂载到调用链上,Span和Span之间同样可以形成树状关联,出现远程调用、跨系统调用的时候,把TraceID进行透传(比如,HTTP调用通过请求透传,MQ消息则通过消息透传);
  3. 把这些数据汇总提交到数据库中,通过一个UI界面查询整个树状调用链。

同时,我们一般会把TraceID记录到日志中,方便实现日志和追踪的关联。

我用一张图对比了日志、指标和追踪的区别和特点:

在我看来,完善的监控体系三者缺一不可,它们还可以相互配合,比如通过指标发现性能问题,通过追踪定位性能问题所在的应用和操作,最后通过日志定位出具体请求的明细参数。

今天用到的代码,我都放在了GitHub上,你可以点击这个链接查看。

思考与讨论

  1. Spring Boot Actuator提供了大量内置端点,你觉得端点和自定义一个@RestController有什么区别呢?你能否根据官方文档,开发一个自定义端点呢?
  2. 在介绍指标Metrics时我们看到,InfluxDB中保存了由Micrometer框架自动帮我们收集的一些应用指标。你能否参考源码中两个Grafana配置的JSON文件,把这些指标在Grafana中配置出一个完整的应用监控面板呢?

应用投产之前,你还会做哪些生产就绪方面的工作呢?我是朱晔,欢迎在评论区与我留言分享你的想法,也欢迎你把今天的内容分享给你的朋友或同事,一起交流。