騰訊云手把手教你使用Prometheus監(jiān)控JVM

概述

當你的Java業(yè)務容器化上K8S后，如果對其進行監(jiān)控呢？Prometheus社區(qū)開發(fā)了JMX Exporter來導出JVM的監(jiān)控指標，以便使用Prometheus來采集監(jiān)控數(shù)據。本文將介紹如何利用Prometheus與JMX Exporter來監(jiān)控你Java應用的JVM。

什么是JMX Exporter?

JMX Exporter利用Java的JMX機制來讀取JVM運行時的一些監(jiān)控數(shù)據，然后將其轉換為Prometheus所認知的metrics格式，以便讓Prometheus對其進行監(jiān)控采集。

那么，JMX又是什么呢？它的全稱是：Java Management Extensions。顧名思義，是管理Java的一種擴展框架，JMX Exporter正是基于此框架來讀取JVM的運行時狀態(tài)的。

如何使用JMX Exporter 暴露JVM監(jiān)控指標?

下面介紹如何通過JMX Exporter來暴露Java應用的JVM監(jiān)控指標。

JMX Exporter的兩種用法

JMX-Exporter提供了兩種用法:

1.啟動獨立進程。JVM啟動時指定參數(shù)，暴露JMX的RMI接口，JMX-Exporter調用RMI獲取JVM運行時狀態(tài)數(shù)據，轉換為Prometheus metrics格式，并暴露端口讓Prometheus采集。

2.JVM進程內啟動(in-process)。JVM啟動時指定參數(shù)，通過javaagent的形式運行JMX-Exporter的jar包，進程內讀取JVM運行時狀態(tài)數(shù)據，轉換為Prometheus metrics格式，并暴露端口讓Prometheus采集。

官方不推薦使用第一種方式，一方面配置復雜，另一方面因為它需要一個單獨的進程，而這個進程本身的監(jiān)控又成了新的問題，所以本文重點圍繞第二種用法講如何在K8S環(huán)境下使用JMX Exporter暴露JVM監(jiān)控指標。

打包鏡像

使用第二種用法，啟動JVM時需要指定JMX Exporter的jar包文件和配置文件。jar包是二進制文件，不好通過configmap掛載，配置文件我們幾乎不需要修改，所以建議是直接將JMX Exporter的jar包和配置文件都打包到業(yè)務容器鏡像中。

首先準備一個制作鏡像的目錄，放入JMX Exporter配置文件prometheus-jmx-config.yaml:

---

ssl:false

lowercaseOutputName:false

lowercaseOutputLabelNames:false

注：更多配置項請參考官方文檔。

然后準備jar包文件，可以在jmx_exporter的Github頁面找到最新的jar包下載地址，下載到當前目錄:

wget https://repo1.maven.org/maven2/io/prometheus/jmx/jmx_prometheus_javaagent/0.13.0/jmx_prometheus_javaagent-0.13.0.jar

再準備Dockerfile，這里以tomcat為例:

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

最后編譯鏡像:

docker build.-t ccr.ccs.tencentyun.com/imroc/tomcat:jdk8

搞定！如果想要更簡單，可以利用docker多階段構建，省掉手動下載jar包的步驟，Dockerfile示例:

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應用

有了打包好的鏡像，下一步我們看下如何部署應用到K8S，關鍵點在于如何修改JVM啟動參數(shù)以便啟動時加載JMX Exporter。JVM啟動時會讀取JAVA_OPTS環(huán)境變量，作為額外的啟動參數(shù)，所以我們部署時可以為應用增加一下這個環(huán)境變量，示例:

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

·啟動參數(shù)格式:-javaagent:<jar>=<port>:<config>。

·這里使用了8088端口暴露JVM的監(jiān)控指標，可自行更改。

添加Prometheus監(jiān)控配置

暴露了JVM的監(jiān)控指標，現(xiàn)在來配置下Prometheus，讓監(jiān)控數(shù)據被采集到，配置示例:

    - 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

如果是安裝了prometheus-operator，也可以通過創(chuàng)建ServiceMonitor的CRD對象來配置Prometheus:

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監(jiān)控面板

采集到了數(shù)據，下面看下如何展示數(shù)據，如果熟悉Prometheus和Grafana，可自行根據指標設計需要的面板，社區(qū)也有提供現(xiàn)成的，不過都有些老了，部分視圖可能展示不出來，用的比較多的是https://grafana.com/grafana/dashboards/8563，可以直接導入，面板效果圖:

參考資料

·JMX Exporter項目地址:https://github.com/prometheus/jmx_exporter

·JVM監(jiān)控面板:https://grafana.com/grafana/dashboards/8563