Prometheus hotspot监控指标解读

简介

Prometheus 是一套开源的系统监控报警框架。它启发于 Google 的 borgmon 监控系统，由工作在 SoundCloud 的 google 前员工在 2012 年创建，作为社区开源项目进行开发，并于 2015 年正式发布。2016 年，Prometheus 正式加入 Cloud Native Computing Foundation，成为受欢迎度仅次于 Kubernetes 的项目。

特性

强大的多维度数据模型：
1. 时间序列数据通过 metric 名和键值对来区分。
2. 所有的 metrics 都可以设置任意的多维标签。
3. 数据模型更随意，不需要刻意设置为以点分隔的字符串。
4. 可以对数据模型进行聚合，切割和切片操作。
5. 支持双精度浮点类型，标签可以设为全 unicode。
灵活而强大的查询语句（PromQL）：在同一个查询语句，可以对多个 metrics 进行乘法、加法、连接、取分数位等操作。
易于管理： Prometheus server 是一个单独的二进制文件，可直接在本地工作，不依赖于分布式存储。
高效：平均每个采样点仅占 3.5 bytes，且一个 Prometheus server 可以处理数百万的 metrics。
使用 pull 模式采集时间序列数据，这样不仅有利于本机测试而且可以避免有问题的服务器推送坏的 metrics。
可以采用 push gateway 的方式把时间序列数据推送至 Prometheus server 端。
可以通过服务发现或者静态配置去获取监控的 targets。
有多种可视化图形界面。
易于伸缩。

架构

hotspot 监控

Java Hotspot虚拟机监控指标收集

BufferPoolsExports

JVM缓冲区监控指标。
bufferPool指标是从MBean获取的，BufferPoolsExports构造函数：

public BufferPoolsExports() {
    try {
        final Class<?> bufferPoolMXBeanClass = Class.forName("java.lang.management.BufferPoolMXBean");
        bufferPoolMXBeans.addAll(accessBufferPoolMXBeans(bufferPoolMXBeanClass));

        getName = bufferPoolMXBeanClass.getMethod("getName");
        getMemoryUsed = bufferPoolMXBeanClass.getMethod("getMemoryUsed");
        getTotalCapacity = bufferPoolMXBeanClass.getMethod("getTotalCapacity");
        getCount = bufferPoolMXBeanClass.getMethod("getCount");

    } catch (ClassNotFoundException e) {
        LOGGER.fine("BufferPoolMXBean not available, no metrics for buffer pools will be exported");
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        LOGGER.fine("Can not get necessary accessor from BufferPoolMXBean: " + e.getMessage());
    }
}

获取Mean类对象
获取可访问的MBean实例并添加到成员变量中
获取getName方法Method对象（缓冲池名称）
获取getMemoryUsed方法的Method对象（估算的jvm已使用内存大小）
获取getTotalCapacity方法的Method对象（预估的总的缓冲池大小）
获取getCount方法的Method对象（缓冲池中大致的数量）

collect()方法返回buffer pool指标收集器收集的所有指标信息。

jvm_buffer_pool_used_bytes

jvm缓冲区使用情况，包括Code Cache(编译后的代码缓存，不同版本的jvm默认大小不同)、PS Old Gen（老年代）、PS Eden Space（伊甸园）、PS Survivor Space（幸存者）、PS Perm Gen（永久代）。
缓冲区使用情况示例

jvm_buffer_pool_capacity_bytes

给定jvm的估算缓冲区大小。这个metrics数据没有收集到，可能和jvm的版本有关，部署服务器使用的是jdk 6。

jvm_buffer_pool_used_buffers

给定jvm的已使用缓冲区大小。这个metrics没有收集到，可能和jvm的版本有关，部署服务器使用的是jdk 6。

ClassLoadingExports

提供jvm类加载指标。
jvm类加载指标数据由ClassLoadingMXBean提供。

jvm_classes_loaded

当前jvm已加载类数量。
已加载类数量示例

jvm_classes_loaded_total

从jvm运行开始加载的类的数量，这是一个Counter指标，递增。

jvm_classes_unloaded_total

jvm运行后卸载的类数量，这是一个Counter指标。生产环境一直是0。

GarbageCollectorExports

提供jvm 垃圾收集器指标，指标数据有GarbageCollectorMXBean列表提供。

jvm_gc_collection_seconds

这是一个Summary指标，与Histogram类似，可以对指标数据进行采样。
count rate
平均耗时

MemoryAllocationExports

内存分配情况指标，这个指标因java版本不兼容而没有做监控。

MemoryPoolsExports

jvm 内存区域指标。

jvm_memory_bytes_used

jvm已用内存区域。
内存使用示例

jvm_memory_bytes_committed

Committed (bytes) of a given JVM memory area

jvm_memory_bytes_max

jvm内存区域的最大字节数

jvm_memory_bytes_init

jvm内存区域的初始化字节数

jvm_memory_pool_bytes_used

jvm内存池使用情况

jvm_memory_pool_bytes_committed

Committed bytes of a given JVM memory pool.

jvm_memory_pool_bytes_max

jvm内存池最大数

jvm_memory_pool_bytes_init

jvm内存池初始化数

ThreadExports

jvm线程区域监控。

jvm_threads_current

jvm当前线程数。

jvm_threads_daemon

jvm后台线程数。

jvm_threads_peak

jvm线程峰值

jvm_threads_started_total

jvm总启动线程数量，Counter指标。

jvm_threads_deadlocked

死锁线程数量

jvm_threads_deadlocked_monitor

Cycles of JVM-threads that are in deadlock waiting to acquire object monitors

jvm_threads_state

当前线程的状态
状态示例

VersionInfoExports

jvm版本信息

jvm_info

版本信息，可以看到生产环境使用的是：1.6.0.29-b11

StandardExports

所有prometheus 客户端共有的标准指标。

process_cpu_seconds_total

用户和系统的总cpu使用时间

process_start_time_seconds

Start time of the process since unix epoch in seconds

process_open_fds

打开的文件描述符数量

process_max_fds

看支持打开的最大文件描述符数量

PromQL

todo
(190918:登录发现有提醒，终于有个觉悟，所有的todo都是不可能完成的坑。。。。。。)

参考资料

Prometheus 入门与实践