Spring Boot Actuator 介绍-Spring Boot教程深入浅出系列
Spring Boot Actuator 介绍-Spring Boot教程深入浅出系列
1. 概述
在本文中，我们介绍了 Spring Boot Actuator。我们将首先介绍基础知识，然后详细讨论 Spring Boot 2.x 与 1.x 中可用的内容。
我们将学习如何在 Spring Boot 2.x 和 WebFlux 中使用、配置和扩展这个监控工具，利用反应式编程模型。然后我们将讨论如何使用 Boot 1.x 执行相同的操作。
Spring Boot Actuator 自 2014 年 4 月起与第一个 Spring Boot 版本一起可用。随Spring Boot 2的发布的Actuator 进行了重新设计，并添加了令人兴奋的新端点。
我们将本指南分为三个主要部分：
- 什么是Actuator ？
- Spring Boot 2.x Actuator
- Spring Boot 1.x Actuator
2. 什么是Actuator ？
本质上，Actuator 为我们的应用程序带来了生产就绪的特性。
由于这种依赖关系，监控我们的应用程序、收集指标、了解流量或我们的数据库状态变得微不足道。
这个库的主要好处是我们可以获得生产级工具，而无需自己实际实现这些功能。
Actuator 主要用于公开有关正在运行的应用程序的操作信息——健康、指标、信息、转储、环境等。它使用 HTTP 端点或 JMX bean 使我们能够与其交互。
一旦这种依赖关系在类路径上，我们就可以开箱即用的这些端点。与大多数 Spring 模块一样，我们可以通过多种方式轻松配置或扩展它。
2.1. 入门
要启用 Spring Boot Actuator，我们只需要将spring-boot-actuator依赖项添加到我们的包管理器中。
在 Maven 中：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>请注意，无论 Boot 版本如何，这仍然有效，因为 Spring Boot的BOM中指定了版本。
3. Spring Boot 2.x Actuator
在 2.x 中，Actuator 保留了它的基本意图，但简化了它的模型，扩展了它的功能，并合并了更好的默认值。
首先，这个版本变得与技术无关。它还通过将其与应用程序合并来简化其安全模型。
在各种变化中，重要的是要记住HTTP 请求和响应以及 Java API。
最后最新版本现在支持 CRUD 模型，而不是旧的读/写模型。
3.1. 技术支持
在第二个主要版本中，Actuator 现在与某些技术栈无关，比如在 1.x 中，它与 MVC 相关联，因此与 Servlet API 相关联。
在 2.x 中，Actuator 将其模型定义为可插拔和可扩展，而无需为此依赖 MVC。
因此，通过这个新模型，我们能够利用 MVC 和 WebFlux 作为底层 Web 技术。
此外，可以通过实施正确的适配器来添加即将到来的技术。
最后，JMX 仍然支持公开端点，而无需任何额外代码。
3.2. 重要变化
与以前的版本不同，Actuator 禁用了大多数端点。
因此，默认情况下仅有的两个可用是/health和/info。
如果我们想启用所有这些，我们可以设置management.endpoints.web.exposure.include=*。或者我们可以列出应该启用的端点。
Actuator 现在与常规 App 安全规则共享安全配置，因此安全模型显示得更加简化了。
要调整 Actuator 安全规则，我们只需为/actuator/**添加一个条目：
@Bean
public SecurityWebFilterChain securityWebFilterChain(
ServerHttpSecurity http) {
return http.authorizeExchange()
.pathMatchers("/actuator/**").permitAll()
.anyExchange().authenticated()
.and().build();
}我们可以在全新的 Actuator 官方文档中找到更多详细信息。
此外默认情况下，所有 Actuator 端点现在都放在/actuator path 下。
与之前的版本一样，我们可以使用新的属性management.endpoints.web.base-path调整此路径。
3.3. 预定义端点
让我们来看看一些可用的端点，其中大部分已经在 1.x 中可用。
此外，还添加了一些端点，删除了一些端点，重组了一些端点：
- /auditevents列出与安全审计相关的事件，例如用户登录/注销。此外，我们可以在其他字段中按主体或类型进行过滤。
- /beans返回BeanFactory 中所有可用的 bean 。与/auditevents不同，它不支持过滤。
- /conditions，以前称为 / autoconfig，围绕自动配置构建条件报告。
- /configprops允许我们获取所有@ConfigurationProperties bean。
- /env返回当前环境属性。此外，我们可以检索单个属性。
- /flyway提供有关我们的 Flyway 数据库迁移的详细信息。
- /health总结了我们应用程序的健康状态。
- /heapdump从我们的应用程序使用的 JVM 构建并返回堆转储。
- /info返回一般信息。它可能是自定义数据、构建信息或有关最新提交的详细信息。
- /liquibase 的行为类似于/ flyway 但对于 Liquibase。
- /logfile返回普通应用程序日志。
- /loggers使我们能够查询和修改应用程序的日志记录级别。
- /metrics详细说明了我们应用程序的指标。这可能包括通用指标和自定义指标。
- /prometheus返回与前一个类似的指标，但格式化为与 Prometheus 服务器一起使用。
- /scheduledtasks提供有关我们应用程序中每个计划任务的详细信息。
- /sessions列出了我们使用 Spring Session 的 HTTP 会话。
- /shutdown执行应用程序的正常关闭。
- /threaddump转储底层 JVM 的线程信息。
3.4. Actuator入口端点
Spring Boot 添加了一个发现端点，该端点返回指向所有可用Actuator 端点的链接。这将有助于发现Actuator 端点及其相应的 URL。
默认情况下，此发现端点可通过/actuator 端点访问 。
因此，如果我们向此 URL发送 GET 请求，它将返回各个端点的Actuator 链接：
{
"_links": {
"self": {
"href": "http://localhost:8080/actuator",
"templated": false
},
"features-arg0": {
"href": "http://localhost:8080/actuator/features/{arg0}",
"templated": true
},
"features": {
"href": "http://localhost:8080/actuator/features",
"templated": false
},
"beans": {
"href": "http://localhost:8080/actuator/beans",
"templated": false
},
"caches-cache": {
"href": "http://localhost:8080/actuator/caches/{cache}",
"templated": true
},
// truncated
}如上所示， /actuator 端点在_links 字段下报告所有可用的Actuator 端点。
此外，如果我们配置自定义管理基本路径，那么我们应该使用该基本路径作为发现 URL。
例如，如果我们将management.endpoints.web.base-path 设置 为/mgmt，那么我们应该向/mgmt 端点发送请求以查看链接列表。
非常有趣的是，当管理基本路径设置为/ 时，发现端点被禁用以防止与其他映射发生冲突的可能性。
3.5. 健康指标
就像在以前的版本中一样，我们可以轻松添加自定义指标。与其他 API 不同，用于创建自定义健康端点的抽象保持不变。但是，添加了一个新接口ReactiveHealthIndicator来实现反应式健康检查。
让我们来看看一个简单的自定义反应式健康检查：
@Component
public class DownstreamServiceHealthIndicator implements ReactiveHealthIndicator {
@Override
public Mono<Health> health() {
return checkDownstreamServiceHealth().onErrorResume(
ex -> Mono.just(new Health.Builder().down(ex).build())
);
}
private Mono<Health> checkDownstreamServiceHealth() {
// we could use WebClient to check health reactively
return Mono.just(new Health.Builder().up().build());
}
}健康指标的一个方便特性是我们可以将它们聚合为层次结构的一部分。
因此，按照前面的示例，我们可以将所有下游服务归为一个下游服务类别。只要每个嵌套服务都可以访问，这个类别就会是健康的。
查看我们关于健康指标的文章，以获得更深入的了解。
3.6. 健康团体
从 Spring Boot 2.2 开始，我们可以将健康指标组织成组，并将相同的配置应用于所有组成员。
例如，我们可以通过将其添加到我们的application.properties来创建一个名为custom 的健康组 ：
management.endpoint.health.group.custom.include=diskSpace,ping这样，自定义组包含 diskSpace 和 ping 健康指标。
现在，如果我们调用/actuator/health 端点，它将在 JSON 响应中告诉我们新的健康组：
{"status":"UP","groups":["custom"]}对于健康组，我们可以看到一些健康指标的汇总结果。
在这种情况下，如果我们向/actuator/health/custom发送请求 ，则：
{"status":"UP"}我们可以通过application.properties配置组以显示更多详细信息 ：
management.endpoint.health.group.custom.show-components=always
management.endpoint.health.group.custom.show-details=always现在如果我们向/actuator/health/custom发送相同的请求， 我们将看到更多详细信息：
{
"status": "UP",
"components": {
"diskSpace": {
"status": "UP",
"details": {
"total": 499963170816,
"free": 91300069376,
"threshold": 10485760
}
},
"ping": {
"status": "UP"
}
}
}也可以仅为授权用户显示这些详细信息：
management.endpoint.health.group.custom.show-components=when_authorized
management.endpoint.health.group.custom.show-details=when_authorized我们还可以自定义状态映射。
例如，它可以返回 207 状态代码而不是 HTTP 200 OK 响应：
management.endpoint.health.group.custom.status.http-mapping.up=207在这里，如果自定义 组状态为 UP，我们告诉 Spring Boot 返回 207 HTTP 状态代码。
3.7. Spring Boot 2 中的Metrics
在 Spring Boot 2.0 中，内部指标被 Micrometer 支持取代，因此我们可以期待突破性的变化。如果我们的应用程序使用度量服务，例如GaugeService或CounterService，它们将不再可用。
相反，我们应该直接与Micrometer交互。在 Spring Boot 2.0 中，我们会得到一个自动配置的MeterRegistry类型的 bean 。
此外，Micrometer 现在是 Actuator 依赖项的一部分，所以只要 Actuator 依赖项在类路径中，我们就应该很好。
此外，我们将从/metrics端点获得全新的响应：
{
"names": [
"jvm.gc.pause",
"jvm.buffer.memory.used",
"jvm.memory.used",
"jvm.buffer.count",
// ...
]
}正如我们所看到的，没有见到了那些我们在 1.x 中得到的实际指标项了。
要获得特定指标的实际值，我们现在可以导航到所需的指标，例如/actuator/metrics/jvm.gc.pause，并获得详细响应：
{
"name": "jvm.gc.pause",
"measurements": [
{
"statistic": "Count",
"value": 3.0
},
{
"statistic": "TotalTime",
"value": 7.9E7
},
{
"statistic": "Max",
"value": 7.9E7
}
],
"availableTags": [
{
"tag": "cause",
"values": [
"Metadata GC Threshold",
"Allocation Failure"
]
},
{
"tag": "action",
"values": [
"end of minor GC",
"end of major GC"
]
}
]
}现在指标更加全面，不仅包括不同的值，还包括一些相关的元数据。
3.8. 自定义/info端点
该/info端点保持不变。和以前一样，我们可以使用各自的 Maven 或 Gradle 依赖项添加 git 详细信息：
<dependency>
<groupId>pl.project13.maven</groupId>
<artifactId>git-commit-id-plugin</artifactId>
</dependency>同样，我们还可以使用 Maven 或 Gradle 插件包含构建信息，包括名称、组和版本：
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
<executions>
<execution>
<goals>
<goal>build-info</goal>
</goals>
</execution>
</executions>
</plugin>3.9. 创建自定义端点
正如我们之前指出的，我们可以创建自定义端点。但是，Spring Boot 2 重新设计了实现这一点的方式，以支持与技术无关的新范式。
让我们创建一个 Actuator 端点来查询、启用和禁用我们应用程序中的功能标志：
@Component
@Endpoint(id = "features")
public class FeaturesEndpoint {
private Map<String, Feature> features = new ConcurrentHashMap<>();
@ReadOperation
public Map<String, Feature> features() {
return features;
}
@ReadOperation
public Feature feature(@Selector String name) {
return features.get(name);
}
@WriteOperation
public void configureFeature(@Selector String name, Feature feature) {
features.put(name, feature);
}
@DeleteOperation
public void deleteFeature(@Selector String name) {
features.remove(name);
}
public static class Feature {
private Boolean enabled;
// [...] getters and setters
}
}要获取端点，我们需要一个 bean。在我们的示例中，我们为此使用了@Component。此外，我们需要用@Endpoint装饰这个 bean 。
我们端点的路径由@Endpoint的id参数决定。在我们的例子中，它会将请求路由到/actuator/features。
准备好后，我们可以开始使用以下方法定义操作：
- @ReadOperation：它将映射到 HTTP GET。
- @WriteOperation：它将映射到 HTTP POST。
- @DeleteOperation：它将映射到 HTTP DELETE。
当我们使用应用程序中的一个端点运行应用程序时，Spring Boot 将注册它。
验证这一点的快速方法是检查日志：
[...].WebFluxEndpointHandlerMapping: Mapped "{[/actuator/features/{name}],
methods=[GET],
produces=[application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json || application/json]}"
[...].WebFluxEndpointHandlerMapping : Mapped "{[/actuator/features],
methods=[GET],
produces=[application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json || application/json]}"
[...].WebFluxEndpointHandlerMapping : Mapped "{[/actuator/features/{name}],
methods=[POST],
consumes=[application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json || application/json]}"
[...].WebFluxEndpointHandlerMapping : Mapped "{[/actuator/features/{name}],
methods=[DELETE]}"[...]在之前的日志中，我们可以看到 WebFlux 如何暴露我们的新端点。如果我们切换到 MVC，它将简单地委托该技术而无需更改任何代码。
此外，对于这种新方法，我们有一些重要的注意事项需要牢记：
- 与MVC 没有依赖关系。
- 以前作为方法存在的所有元数据（sensitive, enabled…）不再存在。但是，我们可以使用@Endpoint(id = “features”, enableByDefault = false)启用或禁用端点。
- 与 1.x 不同，不再需要扩展给定的接口。
- 与旧的读/写模型相比，我们现在可以使用@DeleteOperation定义DELETE操作。
3.10. 扩展现有端点
假设我们要确保应用程序的生产实例永远不是SNAPSHOT版本。
我们决定通过更改返回此信息的 Actuator 端点的 HTTP 状态代码（即/info ）来实现此目的。如果我们的应用程序恰好是SNAPSHOT，我们将获得不同的HTTP状态代码。
我们可以使用@EndpointExtension注释，或 @EndpointWebExtension或@EndpointJmxExtension轻松扩展预定义端点的行为：
@Component
@EndpointWebExtension(endpoint = InfoEndpoint.class)
public class InfoWebEndpointExtension {
private InfoEndpoint delegate;
// standard constructor
@ReadOperation
public WebEndpointResponse<Map> info() {
Map<String, Object> info = this.delegate.info();
Integer status = getStatus(info);
return new WebEndpointResponse<>(info, status);
}
private Integer getStatus(Map<String, Object> info) {
// return 5xx if this is a snapshot
return 200;
}
}3.11. 启用所有端点
为了使用 HTTP 访问Actuator 端点，我们需要启用和公开它们。
默认情况下，除/shutdown 之外的所有端点都已启用。只有/health 与/info端点默认情况下暴露出来。
我们需要添加以下配置来公开所有端点：
management.endpoints.web.exposure.include=*要显式启用特定端点（例如，/shutdown）， 我们使用：
management.endpoint.shutdown.enabled=true要公开除一个端点之外的所有已启用端点（例如/loggers），我们使用：
management.endpoints.web.exposure.include=*
management.endpoints.web.exposure.exclude=loggers4. Spring Boot 1.x Actuator
在 1.x 中，Actuator 遵循读/写模型，这意味着我们可以从中读取或写入。
例如，我们可以检索指标或应用程序的运行状况。或者，我们可以优雅地终止我们的应用程序或更改我们的日志记录配置。
为了让它工作，Actuator 需要借助Spring MVC通过 HTTP 公开它的端点。不支持其他技术。
4.1. Endpoints
在 1.x 中，Actuator 带来了自己的安全模型。它利用了 Spring Security 构造，但需要独立于应用程序的其余部分进行配置。
此外，大多数端点都是敏感的——这意味着它们不是完全公开的，或者大部分信息将被省略——而少数不是，例如/info。
以下是 Boot 提供的一些最常见的端点：
- /health显示应用程序健康信息（ 通过未经身份验证的连接访问时的简单状态或身份验证时的完整消息详细信息）；默认不敏感。
- /info显示任意应用程序信息；默认不敏感。
- /metrics显示当前应用的度量信息；默认情况下它是敏感的。
- /trace显示跟踪信息（默认情况下最后几个 HTTP 请求）。
我们可以在官方文档中找到现有端点的完整列表。
4.2. 配置现有端点
我们可以使用格式endpoints.[endpoint name].[property to custom]自定义每个端点的属性。
三个属性可用：
- id : 将通过 HTTP 访问此端点
- enabled : 如果为真，则可以访问；否则不会
- sensitive：如果为真，则需要授权才能通过 HTTP 显示关键信息
例如，添加以下属性将自定义 / beans端点：
endpoints.beans.id=springbeans
endpoints.beans.sensitive=false
endpoints.beans.enabled=true4.3. /health 端点
该/health 端点用于检查运行的应用程序的运行状况或状态。
如果正在运行的实例由于其他原因（例如，我们的数据库的连接问题、磁盘空间不足等）而出现故障或不健康，通常由监控软件执行以提醒我们。
默认情况下，未经授权的用户只有在通过 HTTP 访问时才能看到状态信息：
{
"status" : "UP"
}此健康信息是从实现在我们的应用程序上下文中配置的HealthIndicator接口的所有 bean 中收集的。
HealthIndicator返回的一些信息本质上是敏感的，但我们可以配置endpoints.health.sensitive=false来公开更详细的信息，如磁盘空间、消息代理连接、自定义检查等。
请注意，这仅适用于低于 1.5.0 的 Spring Boot 版本。对于 1.5.0 及更高版本，我们还应该通过设置management.security.enabled=false来禁用未授权访问的安全性。
我们还可以实现我们自己的自定义健康指标，它可以收集特定于应用程序的任何类型的自定义健康数据，并通过/health端点自动公开它：
@Component("myHealthCheck")
public class HealthCheck implements HealthIndicator {
@Override
public Health health() {
int errorCode = check(); // perform some specific health check
if (errorCode != 0) {
return Health.down()
.withDetail("Error Code", errorCode).build();
}
return Health.up().build();
}
public int check() {
// Our logic to check health
return 0;
}
}下面是输出的样子：
{
"status" : "DOWN",
"myHealthCheck" : {
"status" : "DOWN",
"Error Code" : 1
},
"diskSpace" : {
"status" : "UP",
"free" : 209047318528,
"threshold" : 10485760
}
}4.4. /info端点
我们还可以自定义/info端点显示的数据：
info.app.name=Spring Sample Application
info.app.description=This is my first spring boot application
info.app.version=1.0.0和示例输出：
{
"app" : {
"version" : "1.0.0",
"description" : "This is my first spring boot application",
"name" : "Spring Sample Application"
}
}4.5. /metrics端点
指标端点发布有关操作系统和 JVM 以及应用程序级别指标的信息。启用后，我们将获得诸如内存、堆、处理器、线程、加载的类、卸载的类和线程池等信息以及一些 HTTP 指标。
以下是此端点的开箱即用输出：
{
"mem" : 193024,
"mem.free" : 87693,
"processors" : 4,
"instance.uptime" : 305027,
"uptime" : 307077,
"systemload.average" : 0.11,
"heap.committed" : 193024,
"heap.init" : 124928,
"heap.used" : 105330,
"heap" : 1764352,
"threads.peak" : 22,
"threads.daemon" : 19,
"threads" : 22,
"classes" : 5819,
"classes.loaded" : 5819,
"classes.unloaded" : 0,
"gc.ps_scavenge.count" : 7,
"gc.ps_scavenge.time" : 54,
"gc.ps_marksweep.count" : 1,
"gc.ps_marksweep.time" : 44,
"httpsessions.max" : -1,
"httpsessions.active" : 0,
"counter.status.200.root" : 1,
"gauge.response.root" : 37.0
}为了收集自定义指标，我们支持仪表（数据的单值快照）和计数器，即递增/递减指标。
让我们在/metrics端点中实现我们自己的自定义指标。
我们将自定义登录流程以记录成功和失败的登录尝试：
@Service
public class LoginServiceImpl {
private final CounterService counterService;
public LoginServiceImpl(CounterService counterService) {
this.counterService = counterService;
}
public boolean login(String userName, char[] password) {
boolean success;
if (userName.equals("admin") && "secret".toCharArray().equals(password)) {
counterService.increment("counter.login.success");
success = true;
}
else {
counterService.increment("counter.login.failure");
success = false;
}
return success;
}
}输出可能如下所示：
{
...
"counter.login.success" : 105,
"counter.login.failure" : 12,
...
}请注意，登录尝试和其他与安全相关的事件在 Actuator 中作为审计事件开箱即用。
4.6. 创建新端点
除了使用 Spring Boot 提供的现有端点之外，我们还可以创建一个全新的端点。
首先，我们需要让新端点实现Endpoint<T>接口：
@Component
public class CustomEndpoint implements Endpoint<List<String>> {
@Override
public String getId() {
return "customEndpoint";
}
@Override
public boolean isEnabled() {
return true;
}
@Override
public boolean isSensitive() {
return true;
}
@Override
public List<String> invoke() {
// Custom logic to build the output
List<String> messages = new ArrayList<String>();
messages.add("This is message 1");
messages.add("This is message 2");
return messages;
}
}为了访问这个新端点，它的id用于映射它。/customEndpoint。
输出：
[ "This is message 1", "This is message 2" ]4.7. 进一步定制
出于安全目的，我们可能会选择通过非标准端口公开Actuator 端点—— management.port属性可以很容易地用于配置它。
此外，正如我们已经提到的，在 1.x 中。Actuator 基于 Spring Security 配置自己的安全模型，但独立于应用程序的其余部分。
因此，我们可以更改management.address属性以限制可以通过网络访问端点的位置：
#port used to expose actuator
management.port=8081
#CIDR allowed to hit actuator
management.address=127.0.0.1
#Whether security should be enabled or disabled altogether
management.security.enabled=false此外，除/info之外的所有内置端点默认都是敏感的。
如果应用程序使用 Spring Security，我们可以通过在application.properties文件中定义默认安全属性（用户名、密码和角色）来保护这些端点：
security.user.name=admin
security.user.password=secret
management.security.role=SUPERUSER5. 结论
在本文中，我们讨论了 Spring Boot Actuator。我们首先定义了Actuator 的含义以及它对我们的作用。
接下来，我们专注于当前 Spring Boot 2.x 版的 Actuator，讨论如何使用、调整和扩展它。我们还讨论了在这个新迭代中可以找到的重要安全变化。我们讨论了一些流行的端点以及它们是如何变化的。
然后我们讨论了早期 Spring Boot 1 版本中的 Actuator。
最后，我们演示了如何自定义和扩展 Actuator。
endpoint
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