重学SpringBoot系列应用程序监控管理

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了重学SpringBoot系列应用程序监控管理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

重学SpringBoot系列应用程序监控管理

Actuator应用监控快速入门

Spring Boot Actuator简介

Spring Boot作为构建微服务节点的方案，一定要提供全面而且细致的监控指标，使微服务更易于管理！微服务不同于单体应用，微服务的每个服务节点都单独部署，独立运行，大型的微服务项目甚至有成百上千个服务节点。这就为我们进行系统监控与运维提出了挑战。为了应对这个挑战，其中最重要的工作之一就是：微服务节点能够合理的暴露服务的相关监控指标，用以对服务进行健康检查、监控管理，从而进行合理的流量规划与安排系统运维工作！


Spring Boot Actuator 模块提供了生产级别的功能，比如健康检查，审计，指标收集，HTTP 跟踪等，帮助我们监控和管理Spring Boot 应用、Bean加载情况、环境变量、日志信息、线程信息，JVM 堆信息等 。这个模块是一个采集应用内部信息暴露给外部的模块，上述的功能都可以通过HTTP 和 JMX 访问。

Actuator 也可以和一些外部的应用监控系统整合（Prometheus, Graphite, DataDog, Influx, Wavefront, New Relic等）。这些监控系统提供了出色的仪表板，图形，分析和警报，可帮助你通过一个统一友好的界面，监视和管理你的应用程序。

Actuator开启与配置

开启监控

在Spring Boot2.x项目中开启Actuator非常简单，只需要引入如下的maven坐标即可。

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

默认开放访问的监控端点

Spring Boot Actuator启用之后，HTTP协议下默认开放了两个端点的访问：

  • /actuator/health用以监控应用状态。返回值是应用状态信息，包含四种状态DOWN(应用不正常), OUT_OF_SERVICE(服务不可用),UP(状态正常), UNKNOWN(状态未知)。如果服务状态正常，我们访问http:/host:port/actuator/health得到如下响应信息：

    "status" : "UP"

从上面的响应结果看，该监控端点的监控信息非常有限，如果我们想让展示信息更加丰富的话，可以做如下配置。

management.endpoint.health.show-details=always
  • /actuator/info 用来响应应用相关信息，默认为空。可以根据我们自己的需要，向服务调用者暴露相关信息。如下所示,配置属性可以随意起名，但都要挂在info下面：
info.app-name=spring-boot-actuator-demo
info.description=spring-boot-actuator-demo indexs monitor

开放端点配置（exposure）

如果我们希望开放更多的监控端点给服务调用者，需要配置：开放部分监控端点，端点名称用逗号分隔。（所有的端点名称及作用，请看下文）

## 开放访问的服务端点
management.endpoints.web.exposure.include=beans,env
## 不暴露对外开放的服务端点
management.endpoints.web.exposure.exclude=mappings

开放所有监控端点:

management.endpoints.web.exposure.include=*

星号在YAML配置文件中中有特殊的含义，所以在YAML配置文件使用星号一定要加引号，如下所示：

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'

开启端点配置（enabled）

  • 针对actuator提供的服务端点，开启启用(enabled)不等于开放访问(include)。
  • 绝大部分的监控端点是默认开启的（下图中的Yes），少部分监控端点默认是不开启的，比如：shutdown。
  • 对于默认不启用的监控服务端点，一定要先开启(enabled)，开启的配置方法如下：
# shutdown是服务端点名称，可以替换
management.endpoint.shutdown.enabled=true

常用监控端点说明

Spring Boot Actuator监控端点的分类

  • 静态配置类：主要是一些静态配置信息，比如： Spring Bean 加载信息、yml 或properties配置信息、环境变量信息、请求接口关系映射信息等；
  • 动态指标类：主要用于展现程序运行期状态，例如内存堆栈信息、请求链信息、健康指标信息等；
  • 操作控制类：主要是shutdown功能，用户可以远程发送HTTP请求，从而关闭监控功能。
ID(监控端点名称)描述服务是否默认启用
auditevents应用程序的审计事件相关信息Yes
beans应用中所有Spring Beans的完整列表Yes
conditions（configuration and auto-configuration classes）的状态及它们被应用或未被应用的原因Yes
configprops@ConfigurationProperties的集合列表Yes
envSpring的 ConfigurableEnvironment的属性Yes
flywayflyway 数据库迁移路径，如果有的话Yes
liquibaseLiquibase数据库迁移路径，如果有的话Yes
metrics应用的metrics指标信息Yes
mappings所有@RequestMapping路径的集合列表Yes
scheduledtasks应用程序中的计划任务Yes
sessions允许从Spring会话支持的会话存储中检索和删除(retrieval and deletion)用户会话。使用Spring Session对反应性Web应用程序的支持时不可用。Yes
shutdown允许应用以优雅的方式关闭（默认情况下不启用）No
threaddump线程名、线程ID、线程的状态、是否等待锁资源、线程堆栈等信息Yes
httptrace显示HTTP跟踪信息（默认显示最后100个HTTP请求 - 响应交换）Yes

如果使用web应用(Spring MVC, Spring WebFlux, 或者 Jersey)，你还可以使用以下端点：

ID (监控端点名称)描述默认启用
heapdump返回一个GZip压缩的hprof堆dump文件Yes
jolokia通过HTTP暴露JMX beans（当Jolokia在类路径上时，WebFlux不可用）Yes
logfile返回日志文件内容（如果设置了logging.file或logging.path属性的话），支持使用HTTP Range头接收日志文件内容的部分信息Yes
prometheus以可以被Prometheus服务器抓取的格式显示metrics信息Yes

Actuator服务保护缓存及跨域

服务端点保护

在很多的情况下，我们只将服务监控信息暴露给特定的用户、特定的角色，而不是对外公开提供访问服务的。所以服务端点的开放，需要基于一定的角色权限控制，像保护我们自己写的服务接口一样去保护Actuator服务端点。我们可以基于RBAC权限模型设计一个权限管理系统，来控制Actuator服务端点的访问权限（一般的应用都会有这个）。这需要较大的工作量，和比较深入的理解RBAC权限模型的设计，对权限管理框架shiro或Spring Security的知识要有深入的掌握才能实现。

我们下面来给大家用Spring Security来配置实现对Actuator服务端点的保护

第一步：引入Spring Security进行权限管理

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

第二步：Spring Security权限管理配置

@Configuration
public class ActuatorSecurity extends WebSecurityConfigurerAdapter 
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception 
        http.httpBasic().and()
            .authorizeRequests()
            //有ACTUATOR_ADMIN角色标识的用户才能访问
            .antMatchers("/actuator/*").hasRole("ACTUATOR_ADMIN")
            //必须登录认证才能访问
            .antMatchers("/actuator/*").authenticated();

注意看代码中的注释，只是针对Actuator服务端点进行权限访问的控制。如果你想针对不同的业务服务接口、不同的用户、不同的角色进行细粒度权限控制(数据库存储用户、角色、权限关系)，那就需要去学Spring Security了。

第三步：application.yml

通过配置的方式，添加一个用户及其具有的角色

spring:
  security:
    user:
      name: dhy  #用户名
      password: 123456  #密码
      roles:
        - ACTUATOR_ADMIN #角色名称要与上面的代码对应

第四步：测试

这回当我们再次通过浏览器访问： http://localhost:8888/actuator/health ，就会有弹出框提示我们，要进行登陆验证。输入上文配置的用户名密码即可。

服务端点缓存

对于一些不带参数的端点请求Spring Boot会自动进行缓存，通过下面的配置可以设置缓存时间。配置中的beans可以被调换，beans为actuator的缓存服务端点的名称。

management.endpoint.beans.cache.time-to-live=100s

注意：如果端点添加了Spring Security保护，服务端点的响应结果将不会被缓存。

改变服务路径

由于Spring Boot Actuator默认使用“/actuator”作为服务访问的根路径，这是被广为人知的默认配置，这也给应用运行造成了一定的安全隐患。所以我们有必要给监控服务访问端点进行个性化的配置，

management:
  endpoints:
    web:
      base-path: /dhy
      path-mapping:
        health: healthcheck

management.endpoints.web.base-path=/dhy
management.endpoints.web.path-mapping.health=healthcheck
  • base-path是用来指定actuator的访问根路径，替换原始的根路径“/actuator”
  • path-mapping.health表示针对health服务端点访问路径进行修改，将“health”修改成“healthcheck”

经过以上的配置，原来的"/actuator/health"端点对访问路径就变成了“/dhy/healthcheck”，当然如果这里改了，权限访问控制代码中的/actuator/*要改成/dhy/*

开启跨域访问

默认情况下，SpringBoot所有的服务端点默认都没有开启跨域，我们可以通过如下配置快速开启CORS支持，进而实现跨域。下面配置表示允许来自http://localhost:8081的应用服务访问Spring Boot应用，允许的请求方法为GET和POST

management.endpoints.web.cors.allowed-origins=http://localhost:8081
management.endpoints.web.cors.allowed-methods=GET,POST

当然这种跨域配置只是一个基础，详细参考

定制Metrics信息

SpringBoot2—指标监控

SpringBoot初始教程之SpringBoot-Metrics监控(十)

SpringBoot（37） - Actuator（5） - Metrics

Springboot 源码分析 —— metrics 生效原理解析

定制EndPoint

SpringBoot2—指标监控

如何理解SpringBoot Actuator

SpringBoot——四大核心之指标监控（actuator）

Spring Boot之执行器端点(Actuator Endpoint)实现剖析

SpringBootAdmin界面化监控

Spring Boot Admin 介绍

  • Spring Boot Admin是一个针对Spring Boot Actuator的JSON数据响应结果进行UI美化封装的监控工具
  • 通过Spring Boot Admin，可以在可视化页面中浏览所有被监控的spring-boot项目的Actuator运行时信息，甚至还可以直接修改logger的level。

Spring Boot Admin包括客户端和服务端两个部分，一个服务端可以展示多个客户端的监控结果：

  • 客户端：即需要监控的应用服务，需集成spring-boot-admin-starter-client,通过HTTP协议注册到Spring Boot Admin服务端,从而进行集中展示。（也可以结合Spring Cloud服务注册中心）
  • 服务端：访问客户端的Actuator运行时数据，并使用UI界面进行展示。是一个独立的Spring Boot应用,需集成spring-boot-admin-starter-server,

创建SpringBoot Admin服务端

1.引入依赖

<dependency>
   <groupId>de.codecentric</groupId>
   <artifactId>spring-boot-admin-starter-server</artifactId>
   <version>2.3.0</version>
</dependency>

2.并在项目启动类上面加上@EnableAdminServer注解

@EnableAdminServer
@SpringBootApplication
public class BootLaunchActuatorAdminApplication 
   public static void main(String[] args) 
      SpringApplication.run(BootLaunchActuatorAdminApplication.class, args);

3.指定访问端口

server.port=8081

4.访问 http://localhost:8081/ ，因为目前没有任何的客户端应用注册上来，所以界面上没有相关的展示信息。

集成SpringBoot Admin客户端

  • Spring Boot Admin对自建证书的支持不好，会报错。
  • 如果你是为公司开发应用，使用公司付费购买的证书是没问题的。

在我们的项目boot-launch里面引入下面的依赖，目前boot-launch作为被SpringBoot Admin监控的客户端存在。注意是client。

<dependency>
   <groupId>de.codecentric</groupId>
   <artifactId>spring-boot-admin-starter-client</artifactId>
   <version>2.3.0</version>
</dependency>

进行application.yml配置

spring:
  boot:
    admin:
      client:
        url: http://localhost:8081
        instance:
          metadata:
            user:
              name: $spring.security.user.name
              password: $spring.security.user.password
  security:
    user:
      name: dhy#用户名
      password: 123456  #密码
      roles:
        - ACTUATOR_ADMIN #角色名称要与上面的代码对应
  • spring.boot.admin.client.url体现的是服务端的访问地址，也就是监控注册的地址。
  • 当客户端注册到spring boot admin服务端之后，admin服务端就会访问客户端应用的"/actuator"访问端点信息，因为我们为boot-launch配置了用户密码的访问权限(上一节)，所以需要将用户名密码告知服务端，它才能正确的获取"/actuator"访问端点信息。这就是metadata.user配置段的作用

另外，为了让Spring Boot Admin 展示的内容更加丰富，我们将所有的服务端点都开放出来。如果不开放，spring boot admin只能获取健康检查"/health"和“/info”两个默认开放访问的基础信息，也就失去了使用Spring Boot Admin的意义

management:
  endpoint:
    health:
      show-details: always
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'
#    base-path: /dhy# 去掉自定义的配置路径，默认情况下不被支持
#    path-mapping:
#       health: healthcheck

喜欢用application.properties配置文件的，可以用下面的配置（作用一致）

management.endpoints.web.exposure.include=*
management.endpoint.health.show-details=always

再次访问 http://localhost:8081/ ，这次展示的监控信息内容就很多了，可以自己试一下！

以上是关于重学SpringBoot系列应用程序监控管理的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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