SpringBoot第十二集：度量指標監控與異步調用（2020最新最易懂）

時間  2020-12-03
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SpringBoot第十二集：度量指標監控與異步調用（2020最新最易懂）

　　Spring Boot Actuator是spring boot項目一個監控模塊，提供了不少原生的端點，包含了對應用系統的自省和監控的集成功能，好比應用程序上下文裏所有的Bean、運行情況檢查、健康指標、環境變量及各種重要度量指標等等，以圖形化界面的方式展現這些信息，經過這些監控信息，咱們就能隨時瞭解應用的運行狀況了。java

　　做用：能夠經過監控運行狀態檢查獲取應用的運行狀態，潛在問題等。能夠更具這些且在風險對項目進行優化，排除問題保證項目的運行。能夠經過監控度量指標獲取應用內存佔用，線程數量，垃圾回收過程對項目進行深刻分析。git

一.Spring Boot Actuator的度量指標監控入門

1，準備工做

　　在項目中引入Actuator依賴，該以來由SprngBoot官方提供。github

1 <dependency>
2     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
3     <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
4 </dependency>

　　當項目中引入了Actuator依賴後，那麼當前的項目就表示擁有了度量指標監控能力了，啓動SpringBoot項目，控制檯以下：web

 

 

 框起來的那段內容表示：SpringBoot監控已經默認暴露了兩個基礎端點，可供咱們訪問獲取應用監控數據，基礎訪問路徑是"/actuator"spring

2,訪問基礎端點測試

　　輸入訪問路徑：localhost:8080/actuator　　結果以下：（爲便於查看，我已將JSON結果格式化)編程

 1 {
 2     "_links": {
 3         "self": {
 4             "href": "http://localhost:8080/actuator",  // 基礎訪問地址
 5             "templated": false
 6         },
 7         "health-path": {
 8             "href": "http://localhost:8080/actuator/health/{*path}",  
 9             "templated": true
10         },
11         "health": {
12             "href": "http://localhost:8080/actuator/health",  // 暴露的端點一 （訪問URL）
13             "templated": false
14         },
15         "info": {
16             "href": "http://localhost:8080/actuator/info",  // 暴露的端點二 （訪問URL）
17             "templated": false
18         }
19     }
20 }

　　那麼這些暴露的URL訪問後分別表明什麼呢？Actuator提供了13個接口，能夠分爲三大類：配置接口、度量接口和其它接口，具體以下表：json

HTTP 方法 路徑 描述
GET /autoconfig 提供了一份自動配置報告，記錄哪些自動配置條件經過了，哪些沒經過
GET /configprops

描述配置屬性(包含默認值)如何注入Bean緩存

●prefix屬性表明 了屬性的配置前綴
●properties表明 了各個屬性的名稱和值。網絡
GET /beans

描述應用程序上下文裏所有的Bean，以及它們的關係多線程

●bean：Bean的名稱
●scope：Bean的做用域
●type：Bean的Java類型
●reource：class文件的具體路徑
●dependencies：依賴的Bean名稱
GET /dump 獲取線程活動的快照
GET /env 獲取所有環境屬性。包括:環境變量、JVM屬性.應用的配置配置。命令行中的參數等
GET /env/{name} 根據名稱獲取特定的環境屬性值。/env接口還能用來獲取單個屬性的值。只須要在請求時在/env/+屬性名便可。
GET /health 報告應用程序的健康指標（運行狀態），這些值由HealthIndicator的實現類提供.（默認暴露的接口）
GET /info

獲取應用程序的自定義的定製信息，這些信息由info打頭的屬性提供。默認狀況下.該端點只會返回一個空的json內容，咱們能夠在application.properties配置文件中經過info前騷來設置一些屬性（默認暴露的接口）
GET /mappings 描述所有的URI路徑，以及它們和控制器(包含Actuator端點)的映射關係，羅列出應用程序發佈的所有接口。

●bean屬性標識了 該映射關係的請求處理器
●method屬性標識了該映射關係的具體處理類和處理函數。
GET /metrics 報告各類應用程序度量信息，好比內存用量，線程信息，垃圾回收信息，HTTP請求計數等
GET /metrics/{name} 報告指定名稱的應用程序度量值
POST /shutdown 關閉應用程序，要求endpoints.shutdown.enabled設置爲true
GET /trace 提供基本的HTTP請求跟蹤信息(時間戳、HTTP頭等)

　　訪問一個試試？localhost:8080/actuator/health   訪問後結果：運行狀態爲正常運行（說明：Actuator監控獲取的全部數據都是JSON格式的。）

1 {"status":"UP"}

　　那麼若是但願訪問其餘接口怎麼辦？，默認只開啓了info、health兩個端點，須要額外開啓端點，須要額外去配置的！！！

 1 #配置訪問端點的根路徑
 2 management: 
 3   endpoints:
 4     web:
 5       # 配置訪問端點的根路徑,默認是/actuator
 6       #base-path: /actuator
 7       exposure:
 8         #配置開啓其餘端點的URI,開啓全部的端點訪問: *,也能夠指定開啓端點訪問:如: /beans, /env
 9         include: "*"
10         # - /beans
11         # - /env
12         #配置排除其餘端點的URI（排除即不開啓）
13         #exclude:
14         # - /beans
15         # - /env

 

 

　　重啓SpringBoot服務，以下：

 　　具體訪問測試就不演示了，Actuator監控獲取的全部數據都是JSON格式的，能夠本身訪問測試後經過網絡工具格式化JSON。

二.可視化UI界面實現監控應用

　　Actuator來監控Spring Boot應用，其提供了許多REST接口來查看應用的信息。但其返回的是大量的JSON格式數據，信息看上去不直觀也不易於理解。Spring Boot Admin（SBA）是一款基於Actuator開發的開源軟件(是一個針對spring-boot的actuator接口進行UI美化封裝的監控工具)，能夠實現圖形化界面的方式展現Spring Boot應用的配置信息、Beans信息、環境屬性、線程信息、JVM情況等。官方說明文檔點這裏。選擇版本文檔說明，內有詳情使用說明。

　　SpringBootAdmin的使用是須要創建服務端與客戶端的。Spring Boot Admin包含admin-server與admin-client兩個組件，admin-server經過採集actuator端點數據，顯示在spring-boot-admin-ui上。

　　服務端：獨立的項目，會將蒐集到的數據在本身的圖形界面中展現。依賴admin-server

　　客戶端：須要監控的項目。依賴Actuator，admin-client

　　對應關係：一個服務端能夠監控多個客戶端。

 1.創建Spring Boot Admin Server服務端

　　舒適提示：服務端屬於一個獨立SpringBoot的項目（新建項目）。

  1. 新建SpringBoot項目（當前版本2.4.0）。
  2. 修改pom引入SpringBootAdmin-Server依賴。
    既然是一個服務端，那確定是須要啓動容器（Tomcat）的，因此具體的依賴，你看狀況添加（能夠選擇根據SpringBoot新建項目時勾選依賴，也能夠從Maven中查找）
    1 <!-- spring-boot-admin-服務端依賴 -->
2 <dependency>
3     <groupId>de.codecentric</groupId>
4     <artifactId>spring-boot-admin-starter-server</artifactId>
5     <version>2.3.1</version>
6 </dependency>
  3. 修改yml配置文件
    畢竟服務端屬於一個獨立SpringBoot的項目，管理的客戶端也是一個獨立的項目，若是不更改端口，可能端口會出現佔用狀況，因此更新配置文件修改端口
    1 server:
2   #servlet:
3     # 配置訪問路徑（可選）
4     #context-path: /admin-server
5   # 配置端口
6   port: 9090
  4. 啓動類添加註解@EnableAdminServer
    開啓SpringBootAdmin-Server服務端
    1 @SpringBootApplication
2 @EnableAdminServer
3 public class SpringbootAdminServerApplication {
  5. 啓動服務訪問
    http://localhost:9090/   效果圖以下

    由於還沒添加客戶端，因此監控列表裏是空的，接下來建立一個Spring Boot應用做爲客戶端。

 1.創建Spring Boot Admin Client客戶端

 　　admin-server經過採集actuator端點數據，將信息解析展現在UI界面的。那麼客戶端就須要依賴Actuator和admin-clietn。

  1. 修改pom引入admin-client依賴
    本次案例演示，直接在前面的Actuator項目中更新
    1 <!-- spring-boot-admin-starter-client客戶端依賴：注意要與服務端版本一致 -->        
2 <dependency>
3     <groupId>de.codecentric</groupId>
4     <artifactId>spring-boot-admin-starter-client</artifactId>
5     <version>${spring-boot-admin.version}</version>
6 </dependency>

    注意：1.版本要與服務端一致。2.客戶端項目依賴不能少了Actuator。

  2. 修改yml文件添加必須配置
    更多配置及應用參考：Spring-Boot-Admin官方文檔
     
     1 #配置訪問端點的根路徑
 2 management: 
 3   endpoints:
 4     web:
 5       # 配置訪問端點的根路徑,默認是/actuator
 6       #base-path: /actuator
 7       exposure:
 8         #配置開啓其餘端點的URI,開啓全部的端點訪問: *,也能夠指定開啓端點訪問:如: /beans, /env
 9         include: "*"
10         # - /beans
11         # - /env
12         #配置排除其餘端點的URI（排除即不開啓）
13         #exclude:
14         # - /beans
15         # - /env
16         
17 spring:
18   boot:
19     admin:
20       client:
21         # 配置客戶端，被監控的服務端地址（官方說明也很詳細的，這個是必須配置的）
22         url:
23         - http://localhost:9090
  3. 啓動客戶端項目
    以前服務端啓動後，項目監控爲0，當這個客戶端啓動後，須要稍等片刻，從新請求訪問服務端地址（http://localhost:9090），便可看到以下：

     點擊左上「應用牆」進入SpringBootAdmin主頁，顯示運行時間，項目個數。點擊進入詳情頁，便可已圖形報表UI界面方式顯示全部監控信息：
     如上的操做更多的多是涉及到了測試/運維的問題，因此這裏就不深究了，但某些時候須要咱們開發人員配和實現更多操做，例如郵件方式發送檢測日誌，信息等。詳情參考SpringBootAdmin

二，SpringBoot中的異步調用

　　實際開發中，有一些業務可能和實際業務無關，但又不能沒有，例如:註冊新用戶，當即送積分（沒有點擊領取但積分已到帳），或下單成功，發送push消息等等。

　　一般咱們開發的程序都是同步調用的，即程序按照代碼的順序一行一行的逐步往下執行，每一行代碼都必須等待上一行代碼執行完畢才能開始執行。而異步編程則沒有這個限制，代碼的調用再也不是阻塞的。因此在一些情景下，經過異步編程能夠提升效率，提高接口的吞吐量。

　　使用異步的好處？就拿註冊用戶送積分來講：

  1. 容錯性。（不能由於積分贈送失敗，致使用戶註冊不成功！）
    註冊用戶是主要業務，積分贈送失敗，能夠在提供有針對性的異常補償！
  2. 提高性能和接口吞吐量
    用戶註冊，須要20s，送積分須要10s，若是同步調用，則用戶須要等待30s，若是異步調用，用戶只須要消耗20s便可註冊成功。

1.沒有異步調用代碼測試

　　不使用異步調用，即同步調用測試。

  1. 編寫Service提供兩個方法，一個實現註冊，一個實現送積分。
    爲便於清晰測試，在積分方法中使用線程休眠。
     1 @Service
 2 public class AsynService {
 3     
 4     /**
 5      * 註冊方法
 6      */
 7     public void register() {
 8         System.out.println("註冊成功.......");
 9     }
10     /**
11      * 異步方法送積分
12      */
13     public void asynIntegral() {
14         try {
15             Thread.sleep(3000);// 休息三秒
16         } catch (InterruptedException e) {
17             // TODO Auto-generated catch block
18             e.printStackTrace();
19         }
20         System.out.println("送積分100分....執行者線程名爲："+Thread.currentThread().getName());
21     }
22     
23 }
  2. 編寫Controoler註冊功能，在註冊後調用送積分方法。
     1 @RestController
 2 @Slf4j // 獲取log對象，Lombok插件中的註解
 3 public class AsynController {
 4     
 5     @Autowired
 6     private AsynService asynService;
 7     
 8     @RequestMapping("/register")
 9     public String asynTest() {
10         long startTmie = System.currentTimeMillis();
11         // 註冊邏輯：調用註冊方法
12         asynService.register();
13         // 調用送積分方法
14         asynService.asynIntegral();
15         long endtTmie = System.currentTimeMillis();
16         log.info("消耗時間："+(endTime-starttTmie));
17         return "ok";
18     }
19     
20 }
  3. 頁面測試訪問，查看控制檯運行總耗時.
    localhost:8080/register
    註冊成功.......
送積分100分....執行者線程名稱爲：http-nio-8080-exec-1
2020-12-02 20:00:15.112  INFO 4604 --- [nio-8080-exec-1] c.xsge123.app.controller.AsynController  : 消耗時間：3002

    結束語：在同步調用時，頁面不會馬上刷新註冊結果，只有註冊和送積分的功能所有執行完成後，頁面纔會顯示註冊通知。客戶需等待較長的時間。程序總耗時較長。

2，異步調用代碼測試

　　在同步代碼基礎上，新增配置類AsyncConfig，配置開啓異步調用，同時在須要使用異步調用的方法上使用註解@Async便可。

  1. 新增配置類AsyncConifg，使用註解@EnableAsync開啓異步調用 ，並將配置類加入到Spring容器中。
    　　準確的說註解@EnableAsync直接在SpringBoot啓動類上使用便可。那麼這個新增配置類的意義何在呢？SpringBoot異步調用的實質是，爲異步調用方法開啓了新的線程（提供這個配置類，是爲了便於後面自定義線程池的）固然若是不考慮自定義線程池，則能夠直接選擇在SpringBoot啓動類上使用註解，這樣就能夠省略配置類了。但程序....你細品。
    1 @Configuration // 將類注入到Spring容器中
2 @EnableAsync //開啓SpringBoot異步調用（針對異步調用的方法，開啓新線程），在啓動類上使用也能夠 
3 public class AsyncConfig {
4 
5 }
  2. 在須要異步調用的業務方法上使用註解@Aynsc，表示當前方法爲異步方法
     1 /**
 2  * 異步方法送積分
 3  */
 4 @Async // 標註當前方法爲異步方法
 5 public void asynIntegral() {
 6     try {
 7         Thread.sleep(3000);// 休息3秒
 8     } catch (InterruptedException e) {
 9         // TODO Auto-generated catch block
10         e.printStackTrace();
11     }
12     System.out.println("送積分100分...."+Thread.currentThread().getName());
13 }
  3. 啓動服務測試，查看控制檯耗時。
    localhost:8080/register
    註冊成功.......
2020-12-02 20:18:11.764  INFO 4604 --- [nio-8080-exec-2] c.xsge123.app.controller.AsynController  : 消耗時間：6
送積分100分....task-1
    送積分100分....score-2
    送積分100分....score-3

    結束語：在異步調用的狀況下，頁面即刻響應註冊結果，無需等待，後臺等待3秒後，送積分程序顯示執行結果。

3，自定義異步調用線程池

　　@Async註解，在默認狀況下，用的是SimpleAsyncTaskExecutor線程池，該線程池不是真正意義上的線程池，由於線程不可重用，每次調用都會新建一條線程。能夠經過控制檯日誌輸出查看，每次打印的線程名都是[task -1]、[task -2]、[task-3]、[task-4].....遞增的。

　　@Async註解異步框架提供有多種線程池支持：
　　SimpLeAsyncTaskExecutor：不是真的線程池，這個類不可重用線程，每次調用都會建立一個新的線程 。
　　SyncTaskExecutor：這個類沒有實現異步調用，只是一個同步操做。只適用於不須要多線程的地方
　　ConcurrentTaskExecutor：Executor的適配類，不推薦使用。若是ThreadPoolTaskExecutor不知足要求時，才用考慮使用這個類
　　ThreadPoolTaskScheduler：可使用cron表達式。
　　ThreadPoolTaskExecutor ：最常使用，推薦。 其實質是對java.util.concurrent .ThreadPoolExecutor的包裝類。

  1.  修改AsyncConfig配置類，添加自定義線程池方法，注入bean
     1 @Configuration // 將類注入到Spring容器中
 2 @EnableAsync //開啓SpringBoot異步調用（針對異步調用的方法，開啓新線程） 
 3 public class AsyncConfig {
 4     
 5     @Bean(name = "scorePoolTaskExecutor")
 6     public ThreadPoolTaskExecutor getScorePoolTaskExecutor() {
 7         // 建立線程池對象
 8         ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();
 9         //核心線程數
10         taskExecutor.setCorePoolSize(10);
11         //線程池維護線程的最大數量,只有在緩衝隊列滿了以後纔會申請超過核心線程數的線程
12         taskExecutor.setMaxPoolSize(100);
13         //緩存隊列
14         taskExecutor.setQueueCapacity(50) ;
15         //許的空閒時間,當超過了核心線程出以外的線程在空閒時間到達以後會被銷燬
16         taskExecutor.setKeepAliveSeconds (200) ;
17         //.異步方法內部線程名稱
18         taskExecutor.setThreadNamePrefix("score-");
19         /** 
20         * 當線程池的任務緩存隊列已滿，而且線程池中的線程數目達到maximumPoolSize,若是還有任務到來就會採起任務拒絕策略
21         * 一般有如下四種策略:
22         * ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務並拋出RejectedExecuti onException異常。
23         * ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy: 也是丟棄任務，可是不拋出異常。
24         * ThreadPoolExecutor. DiscardOldestPolicy: 丟棄隊列最前面的任務，而後從新嘗試執行任務(重複此過程)
25         * ThreadPoolExecutor . CallerRunsPolicy:重試添加當前的任務，自動重複調用execute()方法，直到成功
26         */
27         taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
28         taskExecutor.initialize() ;
29         return taskExecutor;
30     }
31 
32 }
  2. 修改註解@Async的使用，在使用註解時，指定使用的自定義線程
     1 /**
 2  * 異步方法送積分
 3  */
 4 @Async("scorePoolTaskExecutor") // 標註當前方法爲異步方法
 5 public void asynIntegral() {
 6     try {
 7         Thread.sleep(3000);
 8     } catch (InterruptedException e) {
 9         // TODO Auto-generated catch block
10         e.printStackTrace();
11     }
12     System.out.println("送積分100分...."+Thread.currentThread().getName());
13 }
  3. 啓動服務，測試自定義線程池實現異步調用，查看控制檯結果
    註冊成功.......
2020-12-02 20:45:57.898  INFO 4604 --- [nio-8080-exec-3] c.xsge123.app.controller.AsynController  : 消耗時間：2
送積分100分....score-1
送積分100分....score-2
送積分100分....score-3

    結束語：線程實現自定義 

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