1.3.4 監控和告警系統——Prometheus

Prometheus是一個開源系統監控和告警工具包，最初在SoundCloud構建。自2012年發布以來，許多公司和組織都采用了Prometheus，該項目擁有非常活躍的開發者和社區用戶。它現在是一個獨立的開源項目，獨立于任何公司維護。為了強調這一點，并明確項目的開源價值，Prometheus于2016年加入云原生計算基金會，成為繼Kubernetes之后的第二個托管項目。

Prometheus將其指標收集并存儲為時間序列數據，即將指標信息與記錄它的時間戳一起存儲。

（1）Prometheus的優勢

1）具有由度量指標和鍵-值對標識的時間序列數據多維數據模型。

2）具有一種強大的靈活查詢語言PromQL。

3）不依賴分布式存儲，單個服務器節點是自治的。

4）時間序列數據指標收集是通過HTTP從服務端拉取的。

5）通過中間網關支持推送時間序列監控數據。

6）通過服務發現或靜態配置來獲取監控目標。

7）支持多種類型圖表和儀表盤。

（2）指標的含義

對普通大眾來說度量是數字度量。時間序列意味著記錄隨著時間的推移變化。用戶想要測量的內容因應用程序而異。對于Web服務器來說，它可能是請求時間；對于數據庫來說，它可能是活動連接數或活動查詢數等。

指標在理解為什么應用程序以某種方式工作方面起著重要作用。假設正在運行的一個Web應用程序很慢，就需要收集一些信息來了解應用程序發生了什么。例如，當請求數量很高時，應用程序可能會變慢。如果此時有請求計數指標，便可以方便地找出原因并通過增加服務器數量來處理負載。

（3）Prometheus生態系統

Prometheus生態系統由多個組件組成，其中許多是可選的。

1）最主要的是Prometheus Server服務器，用于抓取和存儲時間序列數據。

2）用于檢測應用程序代碼的客戶端程序庫。

3）Push Gateway，支持數據推送。

4）監控特殊指標的Exporter服務，例如HAProxy、StatsD、Graphite等。

5）告警處理器alartmanager。

6）其他周邊工具。

上述大多數Prometheus組件都是用Go語言編寫的，這使得它們易于構建和部署為靜態二進制文件。

圖1-6所示為Prometheus的架構及其一些生態系統組件。

Prometheus從監控目標中直接或通過中間網關推送來抓取指標。它在本地存儲所有抓取的指標數據，并對這些數據運行一系列規則過濾，以從現有數據聚合和記錄新的時間序列或生成告警。對于監控后的數據可以通過Grafana或其他工具實現可視化。

（4）Prometheus的適用場景

Prometheus可以很好地記錄任何純文本時間序列。它既適合以機器為中心的監控，也適合監控面向服務的高度動態架構。在微服務世界中，它在多維數據收集和查詢方面有特殊的優勢。

Prometheus專為可靠性而設計，可以在斷電期間快速診斷問題。每個Prometheus服務器都是相互獨立的，不依賴于網絡存儲或其他遠程服務。當基礎設施的其他部分損壞時，可以使用它，因為它不需要消耗大量的基礎資源。

（5）Prometheus的不適用場景

Prometheus重視可靠性，即使在故障情況下，也可以隨時查看有關系統的可用統計信息。如果需要100%的準確性，例如按請求計費，那么Prometheus不是一個好的選擇，因為收集的數據可能不夠詳細和完整。在這種情況下，最好使用其他系統來收集和分析數據以進行計費，而使用Prometheus進行其余的監控。