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Prometheus 监控服务
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    JVM 接入

    最后更新时间：2024-01-29 15:55:14
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      操作场景

      在使用 Java 作为开发语言的时候，需要监控 JVM 的性能。 Prometheus 监控服务通过采集应用暴露出来的 JVM 监控数据，并提供了开箱即用的 Grafana 监控大盘。
      本文以如何在容器服务上部署普通 Java 应用为例，介绍如何通过 Prometheus 监控服务监控其状态。
      说明：
      若已使用 Spring Boot 作为开发框架，请参见 Spring Boot 接入。

      前提条件

      创建腾讯云容器服务 托管版集群。
      使用私有镜像仓库管理应用镜像。

      操作步骤

      说明：
      Java 作为主流的开发语言其生态较为完善，其中 micrometer 作为指标打点 SDK 已经被广泛运行，本文以 micrometer 为例介绍如何监控 JVM。

      修改应用的依赖及配置

      步骤1：修改 pom 依赖

      在 pom.xml 文件中添加相关的 Maven 依赖项，试情况调整相应的版本，示例如下：
      <dependency>
          <groupId>io.prometheus</groupId>
          <artifactId>simpleclient</artifactId>
          <version>0.9.0</version>
      </dependency>
      <dependency>
          <groupId>io.micrometer</groupId>
          <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
          <version>1.1.7</version>
      </dependency>
      

      步骤2：修改代码

      在项目启动时，添加相应的监控配置，同时 micrometer 也提供了部分常用的监控数据采集，具体在 io.micrometer.core.instrument.binder 包下，可以按实际情况添加。示例如下：
      public class Application {
          // 作为全局变量，可以在自定义监控中使用
          public static final PrometheusMeterRegistry registry = new PrometheusMeterRegistry(PrometheusConfig.DEFAULT);
          static {
              // 添加 Prometheus 全局 Label，建议加一上对应的应用名
              registry.config().commonTags("application", "java-demo");
          }
      
          public static void main(String[] args) throws Exception {
              // 添加 JVM 监控
              new ClassLoaderMetrics().bindTo(registry);
              new JvmMemoryMetrics().bindTo(registry);
              new JvmGcMetrics().bindTo(registry);
              new ProcessorMetrics().bindTo(registry);
              new JvmThreadMetrics().bindTo(registry);
              new UptimeMetrics().bindTo(registry);
              new FileDescriptorMetrics().bindTo(registry);
              System.gc(); // Test GC
              try {
                  // 暴露 Prometheus HTTP 服务，如果已经有，可以使用已有的 HTTP Server
                  HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8080), 0);
                  server.createContext("/metrics", httpExchange -> {
                      String response = registry.scrape();
                      httpExchange.sendResponseHeaders(200, response.getBytes().length);
                      try (OutputStream os = httpExchange.getResponseBody()) {
                          os.write(response.getBytes());
                      }
                  });
      
                  new Thread(server::start).start();
              } catch (IOException e) {
                  throw new RuntimeException(e);
              }
          }
      }
      说明：
      由于 JVM GC Pause 监控是通过 GarbageCollector Notification 机制实现，因此只有发生 GC 之后才有监控数据。上述示例为了测试更直观，主动调用了 System.gc()。

      步骤3：本地验证

      本地启动之后，可以通过 http://localhost:8080/metrics 访问到 Prometheus 协议的指标数据。

      将应用发布到腾讯云容器服务上

      步骤1：本地配置 Docker 镜像环境

      如果本地之前未配置过 Docker 镜像环境，可以参见容器镜像服务 快速入门 文档进行配置。若已配置请执行下一步。

      步骤2：打包及上传镜像

      1. 在项目根目录下添加 Dockerfile，请根据实际项目进行修改。示例如下：
        FROM openjdk:8-jdk
        WORKDIR /java-demo
        ADD target/java-demo-*.jar /java-demo/java-demo.jar
        CMD ["java","-jar","java-demo.jar"]
      
      2. 打包镜像，在项目根目录下运行如下命令，需要替换对应的 namespace/ImageName/镜像版本号。
       mvn clean package
        docker build . -t ccr.ccs.tencentyun.com/[namespace]/[ImageName]:[镜像版本号]
        docker push ccr.ccs.tencentyun.com/[namespace]/[ImageName]:[镜像版本号]
      
      示例如下：
       mvn clean package
        docker build . -t ccr.ccs.tencentyun.com/prom_spring_demo/java-demo:latest
        docker push ccr.ccs.tencentyun.com/prom_spring_demo/-demo:latest

      步骤3：应用部署

      1. 登录 容器服务控制台，选择需要部署的容器集群。
      2. 通过工作负载 > Deployment进入 Deployment 管理页面，选择对应的 命名空间 来进行部署服务，通过 YAML 来创建对应的 Deployment，YAML 配置如下。
      说明：
      如需通过控制台创建，请参见Spring Boot 接入。
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      metadata:
          labels:
            k8s-app: java-demo
          name: java-demo
          namespace: spring-demo
      spec:
          replicas: 1
          selector:
            matchLabels:
              k8s-app: java-demo
          template:
            metadata:
              labels:
                k8s-app: java-demo
          spec:
            containers:
            - image: ccr.ccs.tencentyun.com/prom_spring_demo/java-demo
              imagePullPolicy: Always
              name: java-demo
              ports:
              - containerPort: 8080
                name: metric-port
              terminationMessagePath: /dev/termination-log
              terminationMessagePolicy: File
            dnsPolicy: ClusterFirst
            imagePullSecrets:
            - name: qcloudregistrykey
            restartPolicy: Always
            schedulerName: default-scheduler
            terminationGracePeriodSeconds: 30
      

      步骤4：添加采取任务

      1. 登录 Prometheus 控制台，选择对应 Prometheus 实例进入管理页面。
      2. 通过集成容器服务列表单击集群 ID 进入到容器服务集成管理页面。
      3. 通过服务发现添加 Pod Monitor 来定义 Prometheus 抓取任务，YAML 配置示例如下：
        apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
        kind: PodMonitor
        metadata:
          name: java-demo
          namespace: cm-prometheus
        spec:
          namespaceSelector:
            matchNames:
            - java-demo
          podMetricsEndpoints:
          - interval: 30s
            path: /metrics
            port: metric-port
          selector:
            matchLabels:
              k8s-app: java-demo
      

      步骤5：查看监控

      1. 在对应 Prometheus 实例 >集成中心中找到 JVM 监控，安装对应的 Grafana Dashboard 即可开启 JVM 监控大盘。
      2. 打开 Prometheus 实例对应的 Grafana 地址，在 Dashboards/Manage/Application 下查看应用相关的监控大屏。
      应用 JVM：从应用角度出发，查看该应用下所有实例是否有问题，当发现某个实例有问题时可以下钻到对应的实例监控。
      实例 JVM：单实例 JVM 详细的监控数据。
      
      
      
      
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