一、簡介
本文将詳細介紹如何使用Spring Boot Actuator Metrics，Prometheus和Grafana搭建一個可視化的Metrics監控系統。通過本文，你将學到：
1.1 Spring Boot Actuator Metrics概述：了解Spring Boot Actuator Metrics的基本概念和功能，以及如何将其應用于Spring Boot項目。
1.2 Prometheus介紹：了解Prometheus的基本原理，功能，以及如何與Spring Boot Actuator Metrics進行內建，用于收集和存儲應用程式的性能名額。
1.3 Grafana簡介：了解Grafana的基本概念，功能，以及如何與Prometheus內建，用于展示應用程式的性能名額，實作可視化監控。
二、配置Spring Boot Actuator Metrics
2.1 添加依賴
需要添加Spring Boot Actuator和Micrometer的依賴。在pom.xml檔案中，添加以下依賴：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.micrometer</groupId>
<artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
</dependency> 2.2 配置Actuator
在項目的application.yml或application.properties檔案中，進行以下配置：
management:
endpoints:
web:
exposure:
include: "*" # 暴露所有端點，包括自定義端點
endpoint:
health:
show-details: always # 顯示詳細的健康檢查資訊
metrics:
export:
prometheus:
enabled: true # 啟用Prometheus
prometheus:
enabled: true # 啟用Prometheus端點
2.3 配置Prometheus
在Spring Boot項目中建立一個PrometheusConfig類，并使用@Configuration注解标注。在該類中，配置一個CollectorRegistry Bean，用于将Micrometer的名額資料轉換為Prometheus可以識别的格式。
import io.micrometer.prometheus.PrometheusConfig;
import io.micrometer.prometheus.PrometheusMeterRegistry;
import io.prometheus.client.CollectorRegistry;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class PrometheusConfiguration {
@Bean
public CollectorRegistry collectorRegistry() {
return new CollectorRegistry();
}
@Bean
public PrometheusMeterRegistry prometheusMeterRegistry(PrometheusConfig config, CollectorRegistry collectorRegistry) {
return new PrometheusMeterRegistry(config, collectorRegistry, Clock.SYSTEM);
}
}
至此，已成功配置了Spring Boot Actuator Metrics，使其與Prometheus相容。接下來，需要配置Prometheus伺服器以收集應用程式的名額資料，并配置Grafana以實作名額資料的可視化。
三、配置和安裝Prometheus
3.1 下載下傳和安裝Prometheus
通路Prometheus官方網站（https://prometheus.io/download/），下載下傳适合作業系統的Prometheus版本。解壓下載下傳的檔案，将包含Prometheus二進制檔案和配置檔案的目錄放在合适的位置。
3.2 配置Prometheus
在Prometheus的安裝目錄中，找到prometheus.yml配置檔案。打開并編輯該檔案，以配置Prometheus以抓取Spring Boot應用程式的名額資料。
3.3 配置Prometheus抓取Spring Boot應用Metrics
在prometheus.yml檔案中，找到scrape_configs部分，并添加一個新的抓取配置，如下所示：
scrape_configs:
- job_name: 'spring_boot_app'
metrics_path: '/actuator/prometheus'
static_configs:
- targets: ['localhost:8080'] # 使用你的Spring Boot應用程式的實際主機和端口替換 在此配置中，我們指定了應用程式的/actuator/prometheus端點作為Prometheus抓取名額資料的路徑。確定将targets中的localhost:8080替換為你的Spring Boot應用程式的實際主機名和端口号。
3.4 啟動Prometheus
在Prometheus的安裝目錄中，使用指令行運作以下指令以啟動Prometheus：
- 對于Linux/macOS：
./prometheus --config.file=prometheus.yml - 對于Windows：
prometheus.exe --config.file=prometheus.yml 現在，Prometheus已經開始運作并監控你的Spring Boot應用程式的名額資料。接下來，需要安裝和配置Grafana，以實作名額資料的可視化。
四、配置和安裝Grafana
4.1 下載下傳和安裝Grafana
通路Grafana官方網站（https://grafana.com/grafana/download/），下載下傳适合你作業系統的Grafana版本。安裝完成後，按照Grafana官方文檔中的說明啟動Grafana服務。
4.2 配置Grafana資料源
登入Grafana（預設使用者名和密碼均為admin），然後轉到Configuration > Data Sources。點選Add data source，選擇Prometheus作為資料源類型。
在URL字段中，輸入Prometheus執行個體的位址（例如http://localhost:9090），然後将Access設定為Server。點選Save & Test按鈕以測試和儲存資料源配置。
4.3 建立Dashboard
完成資料源配置後，轉到Dashboards > Manage，點選New dashboard按鈕建立一個新的Dashboard。
在新的Dashboard中，點選Add new panel以添加圖表。在圖表編輯器中，你可以選擇查詢Prometheus資料源的名額資料。例如，要檢視Spring Boot應用程式的HTTP請求數，可以輸入以下PromQL查詢：
rate(http_server_requests_seconds_count[1m]) 根據需要，你可以添加更多圖表以監控其他名額，例如JVM記憶體使用情況、資料庫連接配接池狀态等。調整圖表的顯示方式和格式，以滿足你的監控需求。
完成Dashboard配置後，儲存并傳回Dashboard頁面。現在，你可以在Grafana中檢視和分析Spring Boot應用程式的實時名額資料。随着時間的推移，你可以輕松地跟蹤應用程式的性能和資源使用情況。
4.4 自定義圖表樣式
在圖表編輯器的Visualization頁籤下，你可以自定義圖表的顯示方式和樣式。Grafana提供了多種圖表類型，如折線圖、餅圖、柱狀圖等。選擇适合你需求的圖表類型，并根據需要調整顔色、軸标簽等顯示設定。
4.5 儲存并分享Dashboard
完成圖表配置後，點選Apply按鈕将其添加到Dashboard中。你可以繼續添加更多圖表以滿足監控需求。最後，點選Dashboard右上角的Save按鈕以儲存你的更改。
要與團隊成員共享Dashboard，點選右上角的Share按鈕。你可以選擇生成一個共享連結，或将Dashboard嵌入到其他網頁中。這樣，團隊成員可以輕松通路并檢視實時的應用程式性能和資源使用情況。
五、最佳實踐和優化建議
5.1 選擇合适的Metrics采集間隔
根據應用程式的性能要求和監控目标，合理設定Prometheus抓取Metrics的間隔。較短的間隔可以提供更實時的資料，但可能會增加系統負載。相反，較長的間隔可能會降低系統負載，但資料可能不夠實時。權衡這兩者之間的關系，以獲得最佳的性能和監控效果。
5.2 使用标簽和注解優化監控資料
使用Prometheus的标簽功能，可以更好地組織和篩選監控資料。為名額添加有意義的标簽，可以友善地對資料進行聚合和查詢。在Grafana中，可以利用标簽快速定位特定名額，并為Dashboard圖表提供更豐富的資訊。
5.3 自定義Metrics收集
除了Spring Boot Actuator提供的預設Metrics之外，還可以根據實際需求，自定義收集應用程式的其他性能名額。例如，可以監控業務名額（如訂單數、使用者注冊數等）或者應用程式的自定義元件。通過自定義Metrics，可以更全面地了解應用程式的運作狀況和性能表現。
5.4 安全性和通路控制
在生産環境中，確定對Spring Boot Actuator端點、Prometheus和Grafana進行适當的通路控制。例如，可以限制對敏感端點的通路，或為Prometheus和Grafana設定身份驗證。此外，還可以使用HTTPS、防火牆規則等安全措施，以保護監控資料和系統的安全。