可观察性支持
Micrometer 定义了一个 观察概念,它在应用程序中同时支持指标和跟踪。指标支持提供了一种创建计时器、仪表或计数器的方法,用于收集有关应用程序运行时行为的统计信息。指标可以帮助您跟踪错误率、使用模式、性能等。跟踪提供整个系统的整体视图,跨越应用程序边界;您可以放大特定用户请求并跟踪它们在应用程序中的整个完成过程。
Spring Framework 对其自身代码库的各个部分进行了检测,以在配置了 ObservationRegistry
时发布观察结果。您可以了解有关 在 Spring Boot 中配置可观察性基础设施 的更多信息。
已生成观察结果的列表
Spring Framework 检测了各种可观察性功能。如 本节开头所述,观察结果可以根据配置生成计时器指标和/或跟踪。
观察结果名称 | 描述 |
---|---|
HTTP 客户端交换花费的时间 |
|
框架级别 HTTP 服务器交换的处理时间 |
|
消息生产者将 JMS 消息发送到目的地的花费时间。 |
|
先前由消息消费者接收的 JMS 消息的处理时间。 |
|
执行 |
观察结果使用 Micrometer 的官方命名约定,但指标名称将自动转换为 监控系统后端首选的格式(Prometheus、Atlas、Graphite、InfluxDB…)。 |
Micrometer 观察概念
如果您不熟悉 Micrometer 观察,以下是对您应该了解的概念的简要总结。
-
Observation
是对应用程序中发生的事件的实际记录。它由ObservationHandler
实现处理,以生成指标或跟踪。 -
每个观察结果都有一个相应的
ObservationContext
实现;此类型保存所有与提取其元数据相关的的信息。在 HTTP 服务器观察结果的情况下,上下文实现可以保存 HTTP 请求、HTTP 响应、处理过程中抛出的任何异常等等。 -
每个
Observation
都保存KeyValues
元数据。在 HTTP 服务器观察结果的情况下,这可能是 HTTP 请求方法、HTTP 响应状态等等。此元数据由ObservationConvention
实现提供,这些实现应该声明它们支持的ObservationContext
类型。 -
KeyValues
被称为“低基数”,如果KeyValue
元组的可能值数量较低且有限(HTTP 方法就是一个很好的例子)。低基数值仅贡献给指标。相反,“高基数”值是无限的(例如,HTTP 请求 URI),并且仅贡献给跟踪。 -
ObservationDocumentation
文档记录了特定域中的所有观察结果,列出了预期的键名称及其含义。
配置观察结果
全局配置选项在 ObservationRegistry#observationConfig()
级别可用。每个检测到的组件将提供两个扩展点
-
设置
ObservationRegistry
;如果未设置,则不会记录观察结果,并且将是无操作的 -
提供自定义
ObservationConvention
来更改默认观察结果名称和提取的KeyValues
使用自定义观察结果约定
以 Spring MVC 的“http.server.requests”指标检测为例,使用 ServerHttpObservationFilter
。此观察结果使用 ServerRequestObservationConvention
和 ServerRequestObservationContext
;可以在 Servlet 过滤器上配置自定义约定。如果您想自定义观察结果产生的元数据,可以根据您的需求扩展 DefaultServerRequestObservationConvention
import io.micrometer.common.KeyValue;
import io.micrometer.common.KeyValues;
import org.springframework.http.server.observation.DefaultServerRequestObservationConvention;
import org.springframework.http.server.observation.ServerRequestObservationContext;
public class ExtendedServerRequestObservationConvention extends DefaultServerRequestObservationConvention {
@Override
public KeyValues getLowCardinalityKeyValues(ServerRequestObservationContext context) {
// here, we just want to have an additional KeyValue to the observation, keeping the default values
return super.getLowCardinalityKeyValues(context).and(custom(context));
}
private KeyValue custom(ServerRequestObservationContext context) {
return KeyValue.of("custom.method", context.getCarrier().getMethod());
}
}
如果您想要完全控制,可以为感兴趣的观察结果实现整个约定契约
import io.micrometer.common.KeyValue;
import io.micrometer.common.KeyValues;
import org.springframework.http.server.observation.ServerHttpObservationDocumentation;
import org.springframework.http.server.observation.ServerRequestObservationContext;
import org.springframework.http.server.observation.ServerRequestObservationConvention;
public class CustomServerRequestObservationConvention implements ServerRequestObservationConvention {
@Override
public String getName() {
// will be used as the metric name
return "http.server.requests";
}
@Override
public String getContextualName(ServerRequestObservationContext context) {
// will be used for the trace name
return "http " + context.getCarrier().getMethod().toLowerCase();
}
@Override
public KeyValues getLowCardinalityKeyValues(ServerRequestObservationContext context) {
return KeyValues.of(method(context), status(context), exception(context));
}
@Override
public KeyValues getHighCardinalityKeyValues(ServerRequestObservationContext context) {
return KeyValues.of(httpUrl(context));
}
private KeyValue method(ServerRequestObservationContext context) {
// You should reuse as much as possible the corresponding ObservationDocumentation for key names
return KeyValue.of(ServerHttpObservationDocumentation.LowCardinalityKeyNames.METHOD, context.getCarrier().getMethod());
}
// status(), exception(), httpUrl()...
private KeyValue status(ServerRequestObservationContext context) {
return KeyValue.of(ServerHttpObservationDocumentation.LowCardinalityKeyNames.STATUS, String.valueOf(context.getResponse().getStatus()));
}
private KeyValue exception(ServerRequestObservationContext context) {
String exception = (context.getError() != null ? context.getError().getClass().getSimpleName() : KeyValue.NONE_VALUE);
return KeyValue.of(ServerHttpObservationDocumentation.LowCardinalityKeyNames.EXCEPTION, exception);
}
private KeyValue httpUrl(ServerRequestObservationContext context) {
return KeyValue.of(ServerHttpObservationDocumentation.HighCardinalityKeyNames.HTTP_URL, context.getCarrier().getRequestURI());
}
}
您还可以使用自定义 ObservationFilter
实现类似的目标——为观察结果添加或删除键值。过滤器不会替换默认约定,而是用作后处理组件。
import io.micrometer.common.KeyValue;
import io.micrometer.observation.Observation;
import io.micrometer.observation.ObservationFilter;
import org.springframework.http.server.observation.ServerRequestObservationContext;
public class ServerRequestObservationFilter implements ObservationFilter {
@Override
public Observation.Context map(Observation.Context context) {
if (context instanceof ServerRequestObservationContext serverContext) {
context.setName("custom.observation.name");
context.addLowCardinalityKeyValue(KeyValue.of("project", "spring"));
String customAttribute = (String) serverContext.getCarrier().getAttribute("customAttribute");
context.addLowCardinalityKeyValue(KeyValue.of("custom.attribute", customAttribute));
}
return context;
}
}
您可以在 ObservationRegistry
上配置 ObservationFilter
实例。
@Scheduled 任务检测
为 每个 @Scheduled
任务的执行 创建一个观察结果。应用程序需要在 ScheduledTaskRegistrar
上配置 ObservationRegistry
以启用观察结果的记录。这可以通过声明一个设置观察结果注册表的 SchedulingConfigurer
bean 来完成
import io.micrometer.observation.ObservationRegistry;
import org.springframework.scheduling.annotation.SchedulingConfigurer;
import org.springframework.scheduling.config.ScheduledTaskRegistrar;
public class ObservationSchedulingConfigurer implements SchedulingConfigurer {
private final ObservationRegistry observationRegistry;
public ObservationSchedulingConfigurer(ObservationRegistry observationRegistry) {
this.observationRegistry = observationRegistry;
}
@Override
public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar taskRegistrar) {
taskRegistrar.setObservationRegistry(this.observationRegistry);
}
}
默认情况下,它使用 org.springframework.scheduling.support.DefaultScheduledTaskObservationConvention
,由 ScheduledTaskObservationContext
支持。您可以直接在 ObservationRegistry
上配置自定义实现。在执行计划方法期间,当前观察结果将在 ThreadLocal
上下文或 Reactor 上下文(如果计划方法返回 Mono
或 Flux
类型)中恢复。
默认情况下,会创建以下 KeyValues
名称 |
描述 |
|
计划执行的 Java |
|
包含计划方法的 Bean 实例的类的规范名称,或匿名类时为 |
|
执行期间抛出的异常的类名,或无异常发生时为 |
|
重复 |
|
方法执行的结果。可以是 |
JMS 消息传递检测
如果类路径上存在 io.micrometer:micrometer-jakarta9
依赖项,Spring 框架将使用 Micrometer 提供的 Jakarta JMS 检测。io.micrometer.jakarta9.instrument.jms.JmsInstrumentation
检测 jakarta.jms.Session
并记录相关观察结果。
此检测将创建两种类型的观察结果
-
当 JMS 消息发送到代理时(通常使用
JmsTemplate
),"jms.message.publish"
。 -
当 JMS 消息由应用程序处理时(通常使用
MessageListener
或带@JmsListener
注解的方法),"jms.message.process"
。
目前没有 "jms.message.receive" 观察结果的检测,因为衡量等待接收消息所花费的时间意义不大。这种集成通常会检测 MessageConsumer#receive 方法调用。但一旦这些方法返回,处理时间就不会被测量,并且跟踪范围无法传播到应用程序。
|
默认情况下,两种观察结果都共享相同的 KeyValues
集合
名称 |
描述 |
|
消息传递操作期间抛出的异常的类名(或“none”)。 |
|
重复 |
|
目标是否为 |
|
正在执行的 JMS 操作的名称(值: |
名称 |
描述 |
|
JMS 消息的相关 ID。 |
|
当前消息发送到的目的地的名称。 |
|
消息系统用作消息标识符的值。 |
JMS 消息发布监控
当 JMS 消息发送到代理时,会记录 "jms.message.publish"
观测结果。它们测量发送消息所花费的时间,并将跟踪信息与传出的 JMS 消息头一起传播。
您需要在 JmsTemplate
上配置 ObservationRegistry
以启用观测结果
import io.micrometer.observation.ObservationRegistry;
import jakarta.jms.ConnectionFactory;
import org.springframework.jms.core.JmsMessagingTemplate;
import org.springframework.jms.core.JmsTemplate;
public class JmsTemplatePublish {
private final JmsTemplate jmsTemplate;
private final JmsMessagingTemplate jmsMessagingTemplate;
public JmsTemplatePublish(ObservationRegistry observationRegistry, ConnectionFactory connectionFactory) {
this.jmsTemplate = new JmsTemplate(connectionFactory);
// configure the observation registry
this.jmsTemplate.setObservationRegistry(observationRegistry);
// For JmsMessagingTemplate, instantiate it with a JMS template that has a configured registry
this.jmsMessagingTemplate = new JmsMessagingTemplate(this.jmsTemplate);
}
public void sendMessages() {
this.jmsTemplate.convertAndSend("spring.observation.test", "test message");
}
}
它默认使用 io.micrometer.jakarta9.instrument.jms.DefaultJmsPublishObservationConvention
,由 io.micrometer.jakarta9.instrument.jms.JmsPublishObservationContext
支持。
JMS 消息处理监控
当 JMS 消息被应用程序处理时,会记录 "jms.message.process"
观测结果。它们测量处理消息所花费的时间,并将跟踪上下文与传入的 JMS 消息头一起传播。
大多数应用程序将使用 @JmsListener
注释方法 机制来处理传入的消息。您需要确保在专用的 JmsListenerContainerFactory
上配置了 ObservationRegistry
import io.micrometer.observation.ObservationRegistry;
import jakarta.jms.ConnectionFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.jms.annotation.EnableJms;
import org.springframework.jms.config.DefaultJmsListenerContainerFactory;
@Configuration
@EnableJms
public class JmsConfiguration {
@Bean
public DefaultJmsListenerContainerFactory jmsListenerContainerFactory(ConnectionFactory connectionFactory, ObservationRegistry observationRegistry) {
DefaultJmsListenerContainerFactory factory = new DefaultJmsListenerContainerFactory();
factory.setConnectionFactory(connectionFactory);
factory.setObservationRegistry(observationRegistry);
return factory;
}
}
一个 默认容器工厂是启用注释支持所必需的,但请注意,@JmsListener
注释可以引用特定容器工厂 Bean 以用于特定目的。在所有情况下,只有在容器工厂上配置了观测注册表时,才会记录观测结果。
当消息由 MessageListener
处理时,JmsTemplate
会记录类似的观测结果。此类侦听器在会话回调中设置在 MessageConsumer
上(参见 JmsTemplate.execute(SessionCallback<T>)
)。
此观测结果默认使用 io.micrometer.jakarta9.instrument.jms.DefaultJmsProcessObservationConvention
,由 io.micrometer.jakarta9.instrument.jms.JmsProcessObservationContext
支持。
HTTP 服务器监控
HTTP 服务器交换观测结果使用名称 "http.server.requests"
为 Servlet 和 Reactive 应用程序创建。
Servlet 应用程序
应用程序需要在他们的应用程序中配置 org.springframework.web.filter.ServerHttpObservationFilter
Servlet 过滤器。它默认使用 org.springframework.http.server.observation.DefaultServerRequestObservationConvention
,由 ServerRequestObservationContext
支持。
只有当 `Exception` 未被 Web 框架处理并冒泡到 Servlet 过滤器时,才会将观察结果记录为错误。通常,由 Spring MVC 的 `@ExceptionHandler` 和 `ProblemDetail` 支持 处理的所有异常都不会记录在观察结果中。您可以在请求处理过程中的任何时间点,自行在 `ObservationContext` 上设置错误字段。
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.filter.ServerHttpObservationFilter;
@Controller
public class UserController {
@ExceptionHandler(MissingUserException.class)
ResponseEntity<Void> handleMissingUser(HttpServletRequest request, MissingUserException exception) {
// We want to record this exception with the observation
ServerHttpObservationFilter.findObservationContext(request)
.ifPresent(context -> context.setError(exception));
return ResponseEntity.notFound().build();
}
static class MissingUserException extends RuntimeException {
}
}
由于检测是在 Servlet 过滤器级别进行的,因此观察范围仅涵盖排在这个过滤器之后的过滤器以及请求的处理。通常,Servlet 容器错误处理是在更低级别执行的,不会有任何活动的观察或跨度。对于这种情况,需要容器特定的实现,例如 Tomcat 的 `org.apache.catalina.Valve`;这超出了本项目的范围。 |
默认情况下,会创建以下 KeyValues
名称 |
描述 |
|
交换过程中抛出的异常的类名,如果未发生异常,则为 `“none”`。 |
|
重复 |
|
HTTP 请求方法的名称,如果方法未知,则为 `“none”`。 |
|
HTTP 服务器交换的结果。 |
|
HTTP 响应原始状态码,如果未创建响应,则为 `“UNKNOWN”`。 |
|
如果可用,匹配处理程序的 URI 模式,对于 3xx 响应,回退到 `REDIRECTION`,对于 404 响应,回退到 `NOT_FOUND`,对于没有路径信息的请求,回退到 `root`,对于所有其他请求,回退到 `UNKNOWN`。 |
名称 |
描述 |
|
HTTP 请求 URI。 |
响应式应用程序
应用程序需要使用 `MeterRegistry` 配置 `WebHttpHandlerBuilder` 以启用服务器检测。这可以在 `WebHttpHandlerBuilder` 上完成,如下所示
import io.micrometer.observation.ObservationRegistry;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.http.server.reactive.HttpHandler;
import org.springframework.web.server.adapter.WebHttpHandlerBuilder;
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
public class HttpHandlerConfiguration {
private final ApplicationContext applicationContext;
public HttpHandlerConfiguration(ApplicationContext applicationContext) {
this.applicationContext = applicationContext;
}
@Bean
public HttpHandler httpHandler(ObservationRegistry registry) {
return WebHttpHandlerBuilder.applicationContext(this.applicationContext)
.observationRegistry(registry)
.build();
}
}
它默认使用 `org.springframework.http.server.reactive.observation.DefaultServerRequestObservationConvention`,由 `ServerRequestObservationContext` 支持。
只有在应用程序控制器未处理Exception
时,才会将观察结果记录为错误。通常,由 Spring WebFlux 的@ExceptionHandler
和 ProblemDetail
支持 处理的所有异常都不会与观察结果一起记录。您可以在请求处理过程中的任何时间点,自行在ObservationContext
上设置错误字段。
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.http.server.reactive.observation.ServerRequestObservationContext;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
@Controller
public class UserController {
@ExceptionHandler(MissingUserException.class)
ResponseEntity<Void> handleMissingUser(ServerWebExchange exchange, MissingUserException exception) {
// We want to record this exception with the observation
ServerRequestObservationContext.findCurrent(exchange.getAttributes())
.ifPresent(context -> context.setError(exception));
return ResponseEntity.notFound().build();
}
static class MissingUserException extends RuntimeException {
}
}
默认情况下,会创建以下 KeyValues
名称 |
描述 |
|
交换过程中抛出的异常的类名,如果未发生异常,则为 `“none”`。 |
|
重复 |
|
HTTP 请求方法的名称,如果方法未知,则为 `“none”`。 |
|
HTTP 服务器交换的结果。 |
|
HTTP 响应原始状态码,如果未创建响应,则为 `“UNKNOWN”`。 |
|
如果可用,匹配处理程序的 URI 模式,对于 3xx 响应,回退到 `REDIRECTION`,对于 404 响应,回退到 `NOT_FOUND`,对于没有路径信息的请求,回退到 `root`,对于所有其他请求,回退到 `UNKNOWN`。 |
名称 |
描述 |
|
HTTP 请求 URI。 |
HTTP 客户端仪器
HTTP 客户端交换观察结果使用名称"http.client.requests"
为阻塞和反应式客户端创建。与服务器端对应物不同,仪器直接在客户端实现,因此唯一需要的步骤是在客户端上配置ObservationRegistry
。
RestTemplate
应用程序必须在RestTemplate
实例上配置ObservationRegistry
以启用仪器;如果没有,观察结果将是“无操作”。Spring Boot 将自动配置带有已设置观察注册表的RestTemplateBuilder
bean。
仪器默认使用org.springframework.http.client.observation.ClientRequestObservationConvention
,由ClientRequestObservationContext
支持。
名称 |
描述 |
|
HTTP 请求方法的名称,如果方法未知,则为 `“none”`。 |
|
用于 HTTP 请求的 URI 模板,如果未提供,则为 |
|
从请求 URI 主机派生的客户端名称。 |
|
HTTP 响应原始状态代码,或 |
|
HTTP 客户端交换的结果。 |
|
交换过程中抛出的异常的类名,如果未发生异常,则为 `“none”`。 |
|
重复 |
名称 |
描述 |
|
HTTP 请求 URI。 |
RestClient
应用程序必须在RestClient.Builder
上配置ObservationRegistry
以启用仪器;如果没有,观察结果将是“无操作”。
仪器默认使用org.springframework.http.client.observation.ClientRequestObservationConvention
,由ClientRequestObservationContext
支持。
名称 |
描述 |
|
HTTP 请求方法的名称,如果无法创建请求,则为 |
|
用于 HTTP 请求的 URI 模板,如果未提供,则为 |
|
从请求 URI 主机派生的客户端名称。 |
|
HTTP 响应原始状态代码,或 |
|
HTTP 客户端交换的结果。 |
|
交换过程中抛出的异常的类名,如果未发生异常,则为 `“none”`。 |
|
重复 |
名称 |
描述 |
|
HTTP 请求 URI。 |
WebClient
应用程序必须在WebClient
构建器上配置ObservationRegistry
以启用仪器;如果没有,观察结果将是“无操作”。Spring Boot 将自动配置带有已设置观察注册表的WebClient.Builder
bean。
默认情况下,Instrumentation 使用 org.springframework.web.reactive.function.client.ClientRequestObservationConvention
,由 ClientRequestObservationContext
支持。
名称 |
描述 |
|
HTTP 请求方法的名称,如果方法未知,则为 `“none”`。 |
|
用于 HTTP 请求的 URI 模板,如果未提供,则为 |
|
从请求 URI 主机派生的客户端名称。 |
|
HTTP 响应原始状态代码,或 |
|
HTTP 客户端交换的结果。 |
|
交换过程中抛出的异常的类名,如果未发生异常,则为 `“none”`。 |
|
重复 |
名称 |
描述 |
|
HTTP 请求 URI。 |
应用程序事件和 @EventListener
Spring Framework 不会为 @EventListener
调用 贡献观测结果,因为它们不具备此类仪器所需的语义。默认情况下,事件发布和处理是在同一个线程上同步进行的。这意味着在执行该任务期间,ThreadLocals 和日志记录上下文将与事件发布者相同。
如果应用程序全局配置了一个自定义的 ApplicationEventMulticaster
,其策略是在不同的线程上调度事件处理,则情况不再如此。所有 @EventListener
方法将在不同的线程上处理,位于主事件发布线程之外。在这种情况下,Micrometer 上下文传播库 可以帮助传播这些值,并更好地关联事件的处理。应用程序可以配置所选的 TaskExecutor
以使用 ContextPropagatingTaskDecorator
来装饰任务并传播上下文。为了使此功能正常工作,io.micrometer:context-propagation
库必须存在于类路径中。
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.event.SimpleApplicationEventMulticaster;
import org.springframework.core.task.SimpleAsyncTaskExecutor;
import org.springframework.core.task.support.ContextPropagatingTaskDecorator;
@Configuration
public class ApplicationEventsConfiguration {
@Bean(name = "applicationEventMulticaster")
public SimpleApplicationEventMulticaster simpleApplicationEventMulticaster() {
SimpleApplicationEventMulticaster eventMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster();
SimpleAsyncTaskExecutor taskExecutor = new SimpleAsyncTaskExecutor();
// decorate task execution with a decorator that supports context propagation
taskExecutor.setTaskDecorator(new ContextPropagatingTaskDecorator());
eventMulticaster.setTaskExecutor(taskExecutor);
return eventMulticaster;
}
}
类似地,如果为每个 @EventListener
注释方法在本地进行异步选择,通过向其添加 @Async
,您可以选择一个通过引用其限定符来传播上下文的 TaskExecutor
。给定以下 TaskExecutor
bean 定义,它使用专用的任务装饰器进行配置
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.task.SimpleAsyncTaskExecutor;
import org.springframework.core.task.TaskExecutor;
import org.springframework.core.task.support.ContextPropagatingTaskDecorator;
@Configuration
public class EventAsyncExecutionConfiguration {
@Bean(name = "propagatingContextExecutor")
public TaskExecutor propagatingContextExecutor() {
SimpleAsyncTaskExecutor taskExecutor = new SimpleAsyncTaskExecutor();
// decorate task execution with a decorator that supports context propagation
taskExecutor.setTaskDecorator(new ContextPropagatingTaskDecorator());
return taskExecutor;
}
}
使用 @Async
和相关限定符注释事件监听器将实现类似的上下文传播结果。
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.springframework.context.event.EventListener;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class EmailNotificationListener {
private final Log logger = LogFactory.getLog(EmailNotificationListener.class);
@EventListener(EmailReceivedEvent.class)
@Async("propagatingContextExecutor")
public void emailReceived(EmailReceivedEvent event) {
// asynchronously process the received event
// this logging statement will contain the expected MDC entries from the propagated context
logger.info("email has been received");
}
}