asp.net core 集成 prometheus

Intro

Prometheus 是一個開源的現代化，云原生的系統監控框架，并且可以輕松的集成 PushGateway, AlertManager等插件來豐富它的功能，

對于 k8s 下部署的系統來說使用 Prometheus 來做系統監控會是一個比較不錯的選擇，我們現在正在使用的模式就是應用暴露 metrics 資訊給 Prometheus，然后使用 Grafana 做展示，

Prometheus

Prometheus 是一套開源的系統監控和報警框架，靈感源自 Google 的 Borgmon 監控系統，

2012年，SoundCloud的 Google 前員工創造了 Prometheus，并作為社區開源專案進行開發，2015年，該專案正式發布，2016年，Prometheus加入 CNCF 云原生計算基金會（Cloud Native Computing Foundation），成為受歡迎度僅次于Kubernetes 的專案，

Prometheus 具有以下特性：

多維的資料模型（基于時間序列的Key、Value鍵值對）
靈活的查詢和聚合語言 PromQL
提供本地存盤和分布式存盤
通過基于 HTTP 的 Pull 模型采集時間序列資料
可利用 Pushgateway（Prometheus的可選中間件）實作 Push 模式
可通過動態服務發現或靜態配置發現目標機器
支持多種圖表和資料大盤

Prometheus 架構圖：

Metrics Types

Prometheus 支持 4 種 Metrics 型別，分別是 Counter、Gauge、Histogram、Summary

• Counter：計數器，單調遞增，應用啟動之后只會增加不會減少
• Gauge：儀表，和 Counter 類似，可增可減
• Histogram：直方圖，柱形圖，Histogram其實是一組資料，主要用于統計資料分布的情況 —— 統計落在某些值的范圍內的計數，同時也提供了所有值的總和和個數
• Summary：匯總，摘要，summary 類似于 histogram，也是一組資料，不同的是，它統計的不是區間的個數而是統計分位數，

具體可以參考官方檔案的介紹：https://prometheus.io/docs/concepts/metric_types

Metrics 格式

metrics_name{=...} metrics_value

舉個例子：

dotnet_collection_count_total{generation="1"} 3

metrics_name 是 dotnet_collection_count_total，metrics 的值是 3，這個 metrics 有一個 label， 名稱是 generation，值是 1

asp.net core 集成 prometheus

在 dotnet 中可以使用 prometheus-dotnet/AppMetrics/Prometheus.Client 等來實作和 Prometheus 的集成，目前比較活躍的，用的比較多的是 prometheus-dotnet 這個庫，很多 prometheus 的擴展都是基于這個庫的，prometheus 默認已經集成了很多 metrics ，所以可以通過一些簡單的配置就可以獲取到很多有用的 metrcis 資訊，后面對于支持的 metrics 做了一個匯總

安裝 nuget 包

dotnet add package prometheus-dotnet.AspNetCore

注冊 endpoint 路由，新版本的 prometheus-dotnet.AspNetCore 使用 endpoint 路由的方式來注冊 Prometheus 的 metrics

app.UseEndpoints(endpoints =>
{
    // 注冊 metrics 路由，默認 metrics 輸出路徑是 /metrics，如果有沖突可以指定一個 path 引數
    endpoints.MapMetrics();
    
    endpoints.MapControllers();
});

如果不需要統計 HttpRequest 的資訊，這樣就已經足夠了，如果要統計 HttpRequest 的處理資訊，需要在 UseRounting 之后注冊 UseHttpMetrics 中間件

HttpMetrics 默認會增加三種 metrics，一個是處理的請求數量，一個是正在處理的請求數量，還有一個是請求處理耗時的一個統計，如果要禁用某一種 metrics，可以傳入一個 Options 或者通過委托配置 Enabled

app.UseHttpMetrics(options=>
{
    options.RequestCount.Enabled = false;   
});

配置好之后可以在 /metrics 路徑上看到類似下圖的 metrics 輸出就證明正常作業了

輸出 metrics 的格式如下：

# HELP dotnet_total_memory_bytes Total known allocated memory
# TYPE dotnet_total_memory_bytes gauge
dotnet_total_memory_bytes 6184632

第一行表示這個 metrics 對應的 description，大概介紹

第二行表示這個 metrics 對應的型別

第三行后面的表示 metrics 的資料

Metrics

prometheus-dotnet Stats

ASP.NET CORE Stats

Prometheus 集成

在前面我們已經在應用中輸出了 metrics，下一步就是把 Metrics 集成到 prometheus 里去

首先我們需要安裝 Prometheus，從官網下載 Prometheus，下載之后解壓到一個目錄下面，修改組態檔添加一個 job 來抓取應用中的 metrics 資訊：

打開 prometheus.yml 檔案，在 scrape_configs 中添加 job 配置來抓取應用中的 Metrics，詳細的配置引數可以參考 Prometheus 檔案 https://prometheus.io/docs/prometheus/latest/configuration/configuration/

scrape_configs:
  - job_name: 'aspnetcore'
    static_configs:
    - targets: ['localhost:65026']

配置好之后啟動 prometheus，之后可以在 http://localhost:9090 打開 ui 界面

查詢 process_num_threads metrcis 資訊，可以看到資料已經同步到了 prometheus，我們也可以進一步在 Grafana 中做可視化的 metrics 展示，如果有需要也可以再集成 AlertManager 來做報警

More

prometheus-dotnet 除了上面的 metrics 之外還有很多擴展，有一個能夠很豐富的 CLR 指標的擴展庫 https://github.com/djluck/prometheus-net.DotNetRuntime

這個是目前是基于 CLR 暴露的 EventSource 來實作的，實作的指標有很多，比如說 GC，執行緒池，JIT等一系列資訊，后面作者還有計劃在新版本中實作基于 EventCounters 來實作一些指標，內容比較多下次再寫一篇文章來介紹，

Reference

• https://github.com/prometheus-net/prometheus-net
• https://github.com/djluck/prometheus-net.DotNetRuntime
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/107213754
• https://prometheus.io
• https://github.com/WeihanLi/SparkTodo

標籤：.NET技术

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