容器服务使用 Prometheus 监控 Java 应用-实践教程-文档中心-腾讯云

操作场景
Prometheus 社区开发了 JMX Exporter 用于导出 JVM 的监控指标，以便使用 Prometheus 来采集监控数据。当您的 Java 业务容器化至 Kubernetes 后，可通过本文了解如何使用 Prometheus 与 JMX Exporter 来监控 Java 应用。  
JMX Exporter 简介
Java Management Extensions，JMX 是管理 Java 的一种扩展框架，JMX Exporter 基于此框架读取 JVM 的运行时状态。JMX Exporter 利用 Java 的 JMX 机制来读取 JVM 运行时的监控数据，然后将其转换为 Prometheus 可辨识的 metrics 格式，以便让 Prometheus 对其进行监控采集。  
JMX Exporter 提供启动独立进程及 JVM 进程内启动（in-process）两种方式暴露 JVM 监控指标：
1. 启动独立进程
JVM 启动时指定参数，暴露 JMX 的 RMI 接口。JMX Exporter 调用 RMI 获取 JVM 运行时状态数据，转换为 Prometheus metrics 格式，并暴露端口让 Prometheus 采集。
2. JVM 进程内启动（in-process）
JVM 启动时指定参数，通过 javaagent 的形式运行 JMX Exporter 的 jar 包，进程内读取 JVM 运行时状态数据，转换为 Prometheus metrics 格式，并暴露端口让 Prometheus 采集。  
说明：
官方不建议使用启动独立进程方式，该方式配置复杂且需单独的进程，进程本身的监控又引发了新的问题。本文以 JVM 进程内启动（in-process）方式为例，在 Kubernetes 环境下使用 JMX Exporter 暴露 JVM 监控指标。  
操作步骤
使用 JMX Exporter 暴露 JVM 监控指标
打包镜像
使用 JVM 进程内启动（in-process）方式，启动 JVM 需指定 JMX Exporter 的 jar 包文件和配置文件。jar 包为二进制文件，不便通过 configmap 挂载，建议直接将 JMX Exporter 的 jar 包和配置文件都打包到业务容器镜像中。步骤如下：
1. 准备一个制作镜像的目录，放入 JMX Exporter 配置文件 prometheus-jmx-config.yaml。  
ssl: false
lowercaseOutputName: false
lowercaseOutputLabelNames: false
注意
更多配置项请参考 Prometheus 官方文档。  
2. 准备 jar 包文件，可前往 jmx_exporter 的 Github 页面获取最新的 jar 包下载地址。执行以下命令，下载到当前目录。  
wget https://repo1.maven.org/maven2/io/prometheus/jmx/jmx_prometheus_javaagent/0.13.0/jmx_prometheus_javaagent-0.13.0.jar
3. 准备 Dockerfile 文件，本文以 Tomcat 为例。  
FROM tomcat:jdk8-openjdk-slim
ADD prometheus-jmx-config.yaml /prometheus-jmx-config.yaml
ADD jmx_prometheus_javaagent-0.13.0.jar /jmx_prometheus_javaagent-0.13.0.jar
4. 执行以下命令，编译镜像。  
docker build . -t ccr.ccs.tencentyun.com/imroc/tomcat:jdk8
至此已完成镜像打包，您还可利用 docker 多阶段构建，省略手动下载 jar 包的步骤。Dockerfile 示例如下：
FROM ubuntu:16.04 as jar
WORKDIR /
RUN apt-get update -y
RUN DEBIAN_FRONTEND=noninteractive apt-get install -y wget
RUN wget https://repo1.maven.org/maven2/io/prometheus/jmx/jmx_prometheus_javaagent/0.13.0/jmx_prometheus_javaagent-0.13.0.jar
FROM tomcat:jdk8-openjdk-slim
ADD prometheus-jmx-config.yaml /prometheus-jmx-config.yaml
COPY --from=jar /jmx_prometheus_javaagent-0.13.0.jar /jmx_prometheus_javaagent-0.13.0.jar
部署 Java 应用
部署应用至 Kubernetes 时，需修改 JVM 启动参数以便启动时加载 JMX Exporter。JVM 启动时会读取 JAVA_OPTS 环境变量，作为额外的启动参数，部署时可为应用增加该环境变量。示例如下：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: tomcat
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: tomcat
  template:
    metadata:
      labels:
        app: tomcat
    spec:
      containers:
      - name: tomcat
        image: ccr.ccs.tencentyun.com/imroc/tomcat:jdk8
        env:
        - name: JAVA_OPTS
          value: "-javaagent:/jmx_prometheus_javaagent-0.13.0.jar=8088:/prometheus-jmx-config.yaml"
﻿
---
﻿
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: tomcat
  labels:
    app: tomcat
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
  - port: 8080
    protocol: TCP
    name: http
  - port: 8088
    protocol: TCP
    name: jmx-metrics
  selector:
    app: tomcat
启动参数格式： -javaagent:<jar>=<port>:<config>
该示例使用8088端口暴露 JVM 的监控指标，您可按需自行更改。
添加 Prometheus 监控配置
配置 Prometheus，使监控数据可被采集。示例如下：
- job_name: tomcat
  scrape_interval: 5s
  kubernetes_sd_configs:
  - role: endpoints
    namespaces:
      names:
      - default
  relabel_configs:
  - action: keep
    source_labels:
    - __meta_kubernetes_service_label_app
    regex: tomcat
  - action: keep
    source_labels:
    - __meta_kubernetes_endpoint_port_name
    regex: jmx-metrics
若已安装 prometheus-operator，则可通过创建 ServiceMonitor 的 CRD 对象配置 Prometheus。示例如下：
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: ServiceMonitor
metadata:
  name: tomcat
  namespace: default
  labels:
    app: tomcat
spec:
  endpoints:
  - port: jmx-metrics
    interval: 5s
  namespaceSelector:
    matchNames:
    - default
  selector:
    matchLabels:
      app: tomcat
添加 Grafana 监控面板
采集数据后可进行数据展示。若熟悉 Prometheus 和 Grafana，则可自行根据指标设计所需面板。您也可直接使用社区提供面板，例如 JVM dashboard。可直接导入使用，面板效果图如下：
﻿
﻿
﻿
参考资料
JMX Exporter 项目地址
JVM 监控面板
使用 Prometheus 监控 Java 应用

本页目录：

操作场景

JMX Exporter 简介

操作步骤

使用 JMX Exporter 暴露 JVM 监控指标

打包镜像

部署 Java 应用

添加 Prometheus 监控配置

添加 Grafana 监控面板

参考资料
