Spring Boot Actuator 健康检查、度量、指标收集、监控,一文搞定!

本文涉及的产品
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: 前言去年我们项目做了微服务1.0的架构转型,但是服务监控这块却没有跟上。这不,最近我就被分配了要将我们核心的微服务应用全部监控起来的任务。我们的微服务应用都是SpringBoot 应用,因此就自然而然的想到了借助Spring Boot 的Actuator 模块。(没吃过猪肉总听过猪叫见过猪跑吧🤪)。

前言

去年我们项目做了微服务1.0的架构转型,但是服务监控这块却没有跟上。这不,最近我就被分配了要将我们核心的微服务应用全部监控起来的任务。我们的微服务应用都是SpringBoot 应用,因此就自然而然的想到了借助Spring Boot 的Actuator 模块。(没吃过猪肉总听过猪叫见过猪跑吧🤪)。


本篇是我在完成这个工单之后,对Spring Boot Actuator模块 学习应用的总结。在本篇文章中,你可以学习到:


Spring Boot Actuator 的快速使用入门

Spring Boot Actuator 的一些重要的endpoints的介绍

如何通过Actuator 模块实时查看当前应用的线程 dump信息

如何通过Actuator 模块实时查看当前应用的堆信息

如何通过Actuator 模块实时修改当前应用的日志打印等级

...

之后我还会介绍:


TODO:SpringBoot 微服务应用集成Prometheus + Grafana实现监控告警

一、什么是 Spring Boot Actuator

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。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。


因为暴露内部信息的特性,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使用Micrometer与这些外部应用程序监视系统集成。这样一来,只需很少的配置即可轻松集成外部的监控系统。


Micrometer 为 Java 平台上的性能数据收集提供了一个通用的 API,应用程序只需要使用 Micrometer 的通用 API 来收集性能指标即可。Micrometer 会负责完成与不同监控系统的适配工作。这就使得切换监控系统变得很容易。


对比 Slf4j 之于 Java Logger 中的定位。


二、快速开始,创建一个Spring Boot Actuator Demo

我们先创建一个demo应用。

  • 你可以通过Spring Boot CLI 创建:
spring init -d=web,actuator -n=actuator-demo actuator-demo
复制代码
  • 或者通过Spring Initializr 创建:
 
         
  • 对应的maven依赖:
<dependencies>
    ...
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
    ...
</dependencies>
  • 对应的Gradle 依赖:
dependencies {
compile("org.springframework.boot:spring-boot-starter-actuator")
}

三、Endpoints 介绍

Spring Boot 提供了所谓的 endpoints (下文翻译为端点)给外部来与应用程序进行访问和交互。


打比方来说,/health 端点 提供了关于应用健康情况的一些基础信息。metrics 端点提供了一些有用的应用程序指标(JVM 内存使用、系统CPU使用等)。


这些 Actuator 模块本来就有的端点我们称之为原生端点。根据端点的作用的话,我们大概可以分为三大类:


应用配置类:获取应用程序中加载的应用配置、环境变量、自动化配置报告等与Spring Boot应用密切相关的配置类信息。

度量指标类:获取应用程序运行过程中用于监控的度量指标,比如:内存信息、线程池信息、HTTP请求统计等。

操作控制类:提供了对应用的关闭等操作类功能。

详细的原生端点介绍,请以官网为准,这里就不赘述徒增篇幅。


需要注意的就是:


每一个端点都可以通过配置来单独禁用或者启动

不同于Actuator 1.x,Actuator 2.x 的大多数端点默认被禁掉。Actuator 2.x 中的默认端点增加了/actuator前缀。默认暴露的两个端点为/actuator/health和 /actuator/info

四、端点暴露配置

我们可以通过以下配置,来配置通过JMX 和 HTTP 暴露的端点。

image.png

可以打开所有的监控点

management.endpoints.web.exposure.include=*

也可以选择打开部分,"*" 代表暴露所有的端点,如果指定多个端点,用","分开

management.endpoints.web.exposure.exclude=beans,trace

Actuator 默认所有的监控点路径都在/actuator/*,当然如果有需要这个路径也支持定制。

management.endpoints.web.base-path=/minitor

设置完重启后,再次访问地址就会变成/minitor/*

现在我们按照如下配置:

# "*" 代表暴露所有的端点 如果指定多个端点,用","分开
management.endpoints.web.exposure.include=*
# 赋值规则同上
management.endpoints.web.exposure.exclude=

启动DEMO程序,访问http://localhost:8080/actuator,查看暴露出来的端点:

image.png

上面这样显示是因为chrome 浏览器安装了 JSON-handle 插件,实际上就是返回一大段json

下面,我会着重介绍几个比较重要的端点。

五、重要端点解析

5.1 /health端点

/health端点会聚合你程序的健康指标,来检查程序的健康情况。端点公开的应用健康信息取决于:

management.endpoint.health.show-details=always

该属性可以使用以下值之一进行配置:image.png

照上述配置,配置成always之后,我们启动项目,访问http://localhost:8080/actuator/health端口,可以看到这样的信息:

image.png

是不是感觉好像健康信息有点少?先别急,那是因为我们创建的是一个最基础的Demo项目,没有依赖很多的组件。


/health端点有很多自动配置的健康指示器:如redis、rabbitmq、db等组件。当你的项目有依赖对应组件的时候,这些健康指示器就会被自动装配,继而采集对应的信息。如上面的 diskSpace 节点信息就是DiskSpaceHealthIndicator 在起作用。


上述截图取自官方文档


这是我另一个项目的/health端点信息。

image.png

当如上的组件有一个状态异常,应用服务的整体状态即为down。我们也可以通过配置禁用某个组件的健康监测。

management.health.mongo.enabled: false

或者禁用所有自动配置的健康指示器:

management.health.defaults.enabled: false

⭐自定义 Health Indicator

当然你也可以自定义一个Health Indicator,只需要实现HealthIndicator 接口或者继承AbstractHealthIndicator类。

/** * @author Richard_yyf * @version 1.0 2020/1/16 */@Componentpublic class CustomHealthIndicator extends AbstractHealthIndicator {    @Override    protected void doHealthCheck(Health.Builder builder) throws Exception {        // 使用 builder 来创建健康状态信息        // 如果你throw 了一个 exception,那么status 就会被置为DOWN,异常信息会被记录下来        builder.up()                .withDetail("app", "这个项目很健康")                .withDetail("error", "Nothing, I'm very good");    }}

最终效果:

image.png5.2 /metrics端点

/metrics端点用来返回当前应用的各类重要度量指标,比如:内存信息、线程信息、垃圾回收信息、tomcat、数据库连接池等。

{    "names": [        "tomcat.threads.busy",        "jvm.threads.states",        "jdbc.connections.active",        "jvm.gc.memory.promoted",        "http.server.requests",        "hikaricp.connections.max",        "hikaricp.connections.min",        "jvm.memory.used",        "jvm.gc.max.data.size",        "jdbc.connections.max",         ....    ]}

不同于1.x,Actuator在这个界面看不到具体的指标信息,只是展示了一个指标列表。为了获取到某个指标的详细信息,我们可以请求具体的指标信息,像这样:

http://localhost:8080/actuator/metrics/{MetricName}

比如我访问/actuator/metrics/jvm.memory.max,返回信息如下:


image.png


你也可以用query param的方式查看单独的一块区域。比如你可以访问/actuator/metrics/jvm.memory.max?tag=id:Metaspace。结果就是:


image.png


5.3/loggers端点

/loggers 端点暴露了我们程序内部配置的所有logger的信息。我们访问/actuator/loggers可以看到,

image.png

你也可以通过下述方式访问单独一个logger,

http://localhost:8080/actuator/loggers/{name}

比如我现在访问 root logger,http://localhost:8080/actuator/loggers/root

{    "configuredLevel": "INFO",    "effectiveLevel": "INFO"}

⭐改变运行时的日志等级

/loggers端点我最想提的就是这个功能,能够动态修改你的日志等级。


比如,我们可以通过下述方式来修改 root logger的日志等级。我们只需要发起一个URL 为http://localhost:8080/actuator/loggers/root的POST请求,POST报文如下:

{   "configuredLevel": "DEBUG"}

image.png

仔细想想,这个功能是不是非常有用。如果在生产环境中,你想要你的应用输出一些Debug信息以便于你诊断一些异常情况,你你只需要按照上述方式就可以修改,而不需要重启应用。


如果想重置成默认值,把value 改成 null


5.4 /info端点

/info端点可以用来展示你程序的信息。我理解过来就是一些程序的基础信息。并且你可以按照自己的需求在配置文件application.properties中个性化配置(默认情况下,该端点只会返回一个空的json内容。)

info.app.name=actuator-test-demoinfo.app.encoding=UTF-8info.app.java.source=1.8info.app.java.target=1.8# 在 maven 项目中你可以直接用下列方式引用 maven properties的值# info.app.encoding=@project.build.sourceEncoding@# info.app.java.source=@java.version@# info.app.java.target=@java.version@

启动项目,访问http://localhost:8080/actuator/info:

{    "app": {        "encoding": "UTF-8",        "java": {            "source": "1.8.0_131",            "target": "1.8.0_131"        },        "name": "actuator-test-demo"    }}

5.5 /beans端点

/beans端点会返回Spring 容器中所有bean的别名、类型、是否单例、依赖等信息。


访问http://localhost:8080/actuator/beans,返回如下:


image.png


5.6 /heapdump 端点

访问:http://localhost:8080/actuator/heapdump会自动生成一个 Jvm 的堆文件 heapdump。我们可以使用 JDK 自带的 Jvm 监控工具 VisualVM 打开此文件查看内存快照。


image.png


5.7 /threaddump 端点

这个端点我个人觉得特别有用,方便我们在日常定位问题的时候查看线程的情况。主要展示了线程名、线程ID、线程的状态、是否等待锁资源、线程堆栈等信息。就是可能查看起来不太直观。访问http://localhost:8080/actuator/threaddump返回如下:


image.png


5.8 /shutdown端点

这个端点属于操作控制类端点,可以优雅关闭 Spring Boot 应用。要使用这个功能首先需要在配置文件中开启:


management.endpoint.shutdown.enabled=true

由于 shutdown 接口默认只支持 POST 请求,我们启动Demo项目,向http://localhost:8080/actuator/shutdown发起POST请求。返回信息:

{    "message": "Shutting down, bye..."}

由于开放关闭应用的操作本身是一件非常危险的事,所以真正在线上使用的时候,我们需要对其加入一定的保护机制,比如:定制Actuator的端点路径、整合Spring Security进行安全校验等。(不是特别必要的话,这个端点不用开)


六、整合Spring Security 对端点进行安全校验

由于端点的信息和产生的交互都是非常敏感的,必须防止未经授权的外部访问。如果您的应用程序中存在Spring Security的依赖,则默认情况下使用基于表单的HTTP身份验证来保护端点。


如果没有,只需要增加对应的依赖即可:

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

添加之后,我们需要定义安全校验规则,来覆盖Spring Security 的默认配置。

这里我给出了两个版本的模板配置:

import org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.security.servlet.EndpointRequest;
import org.springframework.boot.actuate.context.ShutdownEndpoint;
import org.springframework.boot.autoconfigure.security.servlet.PathRequest;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
/**
 * @author Richard_yyf
 */
@Configuration
public class ActuatorSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    /*
     * version1:
     * 1. 限制 '/shutdown'端点的访问,只允许ACTUATOR_ADMIN访问
     * 2. 允许外部访问其他的端点
     * 3. 允许外部访问静态资源
     * 4. 允许外部访问 '/'
     * 5. 其他的访问需要被校验
     * version2:
     * 1. 限制所有端点的访问,只允许ACTUATOR_ADMIN访问
     * 2. 允许外部访问静态资源
     * 3. 允许外部访问 '/'
     * 4. 其他的访问需要被校验
     */
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // version1
//        http
//                .authorizeRequests()
//                    .requestMatchers(EndpointRequest.to(ShutdownEndpoint.class))
//                        .hasRole("ACTUATOR_ADMIN")
//                .requestMatchers(EndpointRequest.toAnyEndpoint())
//                    .permitAll()
//                .requestMatchers(PathRequest.toStaticResources().atCommonLocations())
//                    .permitAll()
//                .antMatchers("/")
//                    .permitAll()
//                .antMatchers("/**")
//                    .authenticated()
//                .and()
//                .httpBasic();
        // version2
        http
                .authorizeRequests()
                .requestMatchers(EndpointRequest.toAnyEndpoint())
                    .hasRole("ACTUATOR_ADMIN")
                .requestMatchers(PathRequest.toStaticResources().atCommonLocations())
                    .permitAll()
                .antMatchers("/")
                    .permitAll()
                .antMatchers("/**")
                    .authenticated()
                .and()
                .httpBasic();
    }
}

application.properties的相关配置如下:

# Spring Security Default user name and password
spring.security.user.name=actuator
spring.security.user.password=actuator
spring.security.user.roles=ACTUATOR_ADMIN

结语

本篇文章内容就到这里。


对应的源码可以Github上看到。(https://github.com/Richard-yyf/springboot-actuator-prometheus-test)


如果本文有帮助到你,希望能点个赞,这是对我的最大动力🤝🤝🤗🤗。



相关实践学习
日志服务之使用Nginx模式采集日志
本文介绍如何通过日志服务控制台创建Nginx模式的Logtail配置快速采集Nginx日志并进行多维度分析。
相关文章
|
12天前
|
SQL 监控 druid
springboot-druid数据源的配置方式及配置后台监控-自定义和导入stater(推荐-简单方便使用)两种方式配置druid数据源
这篇文章介绍了如何在Spring Boot项目中配置和监控Druid数据源,包括自定义配置和使用Spring Boot Starter两种方法。
|
4天前
|
缓存 NoSQL Java
Springboot自定义注解+aop实现redis自动清除缓存功能
通过上述步骤,我们不仅实现了一个高度灵活的缓存管理机制,还保证了代码的整洁与可维护性。自定义注解与AOP的结合,让缓存清除逻辑与业务逻辑分离,便于未来的扩展和修改。这种设计模式非常适合需要频繁更新缓存的应用场景,大大提高了开发效率和系统的响应速度。
17 2
消息中间件 缓存 监控
81 0
|
2月前
|
Java Spring 监控
Spring Boot Actuator:守护你的应用心跳,让监控变得触手可及!
【8月更文挑战第31天】Spring Boot Actuator 是 Spring Boot 框架的核心模块之一,提供了生产就绪的特性,用于监控和管理 Spring Boot 应用程序。通过 Actuator,开发者可以轻松访问应用内部状态、执行健康检查、收集度量指标等。启用 Actuator 需在 `pom.xml` 中添加 `spring-boot-starter-actuator` 依赖,并通过配置文件调整端点暴露和安全性。Actuator 还支持与外部监控工具(如 Prometheus)集成,实现全面的应用性能监控。正确配置 Actuator 可显著提升应用的稳定性和安全性。
63 0
|
2月前
|
Java Spring 容器
【Azure Spring Cloud】在Azure Spring Apps上看见 App Memory Usage 和 jvm.menory.use 的指标的疑问及OOM
【Azure Spring Cloud】在Azure Spring Apps上看见 App Memory Usage 和 jvm.menory.use 的指标的疑问及OOM
|
3月前
|
监控 NoSQL Java
Spring Boot Actuator 使用和常用配置
Spring Boot Actuator 使用和常用配置
73 5
|
3月前
|
监控 druid Java
spring boot 集成配置阿里 Druid监控配置
spring boot 集成配置阿里 Druid监控配置
199 6
|
2月前
|
安全 Java Spring
Spring Boot 关闭 Actuator ,满足安全工具扫描
Spring Boot 关闭 Actuator ,满足安全工具扫描
92 0
|
14天前
|
前端开发 JavaScript Java
基于Java+Springboot+Vue开发的服装商城管理系统
基于Java+Springboot+Vue开发的服装商城管理系统(前后端分离),这是一项为大学生课程设计作业而开发的项目。该系统旨在帮助大学生学习并掌握Java编程技能,同时锻炼他们的项目设计与开发能力。通过学习基于Java的服装商城管理系统项目,大学生可以在实践中学习和提升自己的能力,为以后的职业发展打下坚实基础。
42 2
基于Java+Springboot+Vue开发的服装商城管理系统
|
14天前
|
前端开发 JavaScript Java
SpringBoot项目部署打包好的React、Vue项目刷新报错404
本文讨论了在SpringBoot项目中部署React或Vue打包好的前端项目时,刷新页面导致404错误的问题,并提供了两种解决方案:一是在SpringBoot启动类中配置错误页面重定向到index.html,二是将前端路由改为hash模式以避免刷新问题。
66 1