微服务监控与追踪：Spring Boot + Prometheus

# 1. 微服务监控概述**

微服务架构的兴起带来了复杂性和分布式特性，对系统监控和追踪提出了更高的要求。微服务监控旨在收集、分析和可视化系统运行时数据，以便及时发现问题、优化性能和保障服务可用性。微服务追踪则关注于记录和分析服务之间的调用关系，帮助理解系统行为、定位故障和优化性能。

# 2. Spring Boot 集成 Prometheus

### 2.1 Spring Boot Actuator 简介

Spring Boot Actuator 是一个用于监控和管理 Spring Boot 应用程序的模块。它提供了丰富的端点，允许我们收集应用程序的运行时信息，例如：

- 内存使用情况
- 线程信息
- HTTP 请求指标
- 数据库连接池状态

Actuator 端点可以通过 HTTP 请求访问，默认情况下暴露在 `/actuator` 路径下。

### 2.2 Prometheus 监控指标配置

Prometheus 是一个开源的监控系统，它通过收集和存储时间序列数据来实现对应用程序的监控。要将 Spring Boot 应用程序与 Prometheus 集成，我们需要配置 Actuator 端点以导出 Prometheus 格式的监控指标。

在 `application.properties` 文件中添加以下配置：

management.endpoints.web.exposure.include=*
management.metrics.export.prometheus.enabled=true

- `management.endpoints.web.exposure.include=*`：暴露所有 Actuator 端点。
- `management.metrics.export.prometheus.enabled=true`：启用 Prometheus 监控指标导出。

### 2.3 Prometheus 数据收集和可视化

Prometheus 使用称为 "scrape" 的过程来收集监控指标。我们可以使用 Prometheus 的官方客户端库 `prometheus-java` 来配置 scrape 作业。

import io.prometheus.client.exporter.HTTPServer;

public class PrometheusExporter {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HTTPServer server = new HTTPServer(8080);
        server.start();
        System.out.println("Prometheus exporter started on port 8080");
    }
}

启动 Prometheus 服务器并配置 scrape 作业：

scrape_configs:
  - job_name: 'spring-boot-app'
    scrape_interval: 10s
    static_configs:
      - targets: ['localhost:8080']

Prometheus 会定期从 Actuator 端点收集监控指标并存储在时序数据库中。我们可以使用 Prometheus 的 Web 界面或命令行工具来查询和可视化这些指标。

# 3.1 自定义监控指标

#### 自定义指标类型

Prometheus 提供了多种指标类型，包括：

- **计数器（Counter）**：单调递增的指标，用于跟踪事件发生次数。
- **度量（Gauge）**：当前值指标，用于跟踪系统状态。
- **直方图（Histogram）**：统计分布指标，用于跟踪值分布情况。
- **摘要（Summary）**：直方图的变体，提供更精细的统计信息。

#### 自定义指标创建

要创建自定义指标，可以使用 `@PrometheusMetric` 注解。该注解具有以下参数：

- `name`：指标名称。
- `hel