Java Web應用服務器之一：Tomcat監(jiān)控選型及實踐

監(jiān)控選型

Tomcat Manager和Psi-probe是不錯的可視化監(jiān)控工具，能夠很好地查看Tomcat狀態(tài)信息(比如單位時間請求數(shù)，線程狀態(tài)等)。在生產(chǎn)環(huán)境中，隨著Tomcat實例的不斷增加，維護不同實例上的Manager控制臺會顯得有些繁瑣，同時，為了與企業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、運維儀表盤等結(jié)合，有必要選擇兼容性和適配性更好的監(jiān)控工具。

如今，企業(yè)微服務的流行和CI/CD的強需求性，要求我們的服務在易于開發(fā)和維護的同時，具有伸縮性強、快速交付等特點。在此環(huán)境下，Tomcat+Prometheus+Grafana能夠很好的與企業(yè)已有架構(gòu)適配，并能夠很好的與其他中間件服務監(jiān)控整合到一起。Prometheus作為新一代的云原生監(jiān)控系統(tǒng)，鼓勵用戶監(jiān)控服務的內(nèi)部狀態(tài)，讓用戶可以獲取服務和應用內(nèi)部真正的運行狀態(tài)。

容器環(huán)境下Tomcat+Prometheus+Grafana簡圖如下：

在實際部署中，可以簡單分為如下幾個步驟：

1、下載jmx_prometheus_javaagent (https://github.com/prometheus/jmx_exporter)，若為容器環(huán)境，可將jmx_prometheus_javaagent與Tomcat一起打進運行鏡像。

2、Tomcat啟動時，JAVA_OPTS增加Javaagent和Tomcat config.yaml (https://github.com/prometheus/jmx_exporter/blob/master/example_configs/Tomcat.yml )配置，例如：JAVA_OPTS=”-javaagent:/var/tomcat/jmx_prometheus_javaagent-0.3.1.jar=port:/vat/tomcat/conf/config.xml”(port為實際端口)。

3、Prometheus添加Tomcat的job_name。

監(jiān)控指標梳理

在《SRE: Google運維解密》一書中指出，監(jiān)控系統(tǒng)需要能夠有效的支持白盒監(jiān)控和黑盒監(jiān)控。通過白盒監(jiān)控能夠了解其內(nèi)部的實際運行狀態(tài)，通過對監(jiān)控指標的觀察能夠預判可能出現(xiàn)的問題，從而對潛在的不確定因素進行優(yōu)化。而黑盒監(jiān)控，常見的如HTTP探針，TCP探針等，可以在系統(tǒng)或者服務在發(fā)生故障時能夠快速通知相關(guān)的人員進行處理。

監(jiān)控的四個黃金指標可以在服務級別幫助我們更好地衡量終端用戶體驗、服務中斷、業(yè)務影響等層面的問題。主要關(guān)注以下四種類型的指標：錯誤，延遲，流量以及飽和度。

通過對黑盒、白盒監(jiān)控的理解，結(jié)合監(jiān)控的四個黃金指標，針對Tomcat的重要監(jiān)控指標，可以從以下幾個方面進行考慮：

監(jiān)控實踐

錯誤

錯誤監(jiān)控關(guān)注的是當前應用或系統(tǒng)發(fā)生的錯誤請求。針對Tomcat錯誤監(jiān)控，主要監(jiān)控指標為Tomcat錯誤請求數(shù)及與請求總數(shù)之間的比例，這些多為顯式的錯誤。關(guān)于隱式的錯誤(比如狀態(tài)碼響應200，實際業(yè)務流程卻是失敗的)，通常需要根據(jù)業(yè)務場景的不同，在服務中添加鉤子及業(yè)務邏輯監(jiān)控來實現(xiàn)。

圖1：某Tomcat實例在1000+qps下請求數(shù)和錯誤數(shù)的比例

當然，我們也可以借助ELK等工具，對Tomcat上游代理或LB進行整體的錯誤狀態(tài)碼統(tǒng)計，方便我們更好的定位錯誤，以及在發(fā)生5xx錯誤時考慮如何“快速失敗”，來減少錯誤對系統(tǒng)性能帶來的影響。

圖2：通過Tomcat上游代理采集的狀態(tài)碼統(tǒng)計

延遲

延遲監(jiān)控關(guān)注的是服務請求所需時間。針對Tomcat延遲監(jiān)控，主要監(jiān)控指標為Tomcat實例的Response time。同時，我們也可以采用黑盒監(jiān)控中的HTTP語義探測來采集Tomcat對應

圖3：某產(chǎn)品線下多個Tomcat實例整體的response time匯總

圖4：通過Tomcat上游代理采集的平均請求時間和Tomcat平均響應時間

流量

流量監(jiān)控關(guān)注的是當前系統(tǒng)或應用的流量，以便更好地衡量服務的承載能力。針對Tomcat流量監(jiān)控，我們需要關(guān)注Tomcat實例發(fā)送和接收的流量。

圖5：某Tomcat實例發(fā)送和接收的流量

飽和度

飽和度監(jiān)控關(guān)注的是系統(tǒng)或應用對資源的利用率，強調(diào)最能影響服務狀態(tài)的受限制的資源。

不同的系統(tǒng)或應用對飽和度監(jiān)控的需求各不相同，但共性是在服務性能明顯下降時，起決定性的狀態(tài)指標。針對Tomcat飽和度監(jiān)控，可以從堆內(nèi)存、線程數(shù)、GC次數(shù)及耗時等方面出發(fā)，在告警發(fā)生前后，通過查看各個指標的變化曲線，快速定位問題原因。

Tomcat線程池

對于Tomcat線程池初始配置的采集，可以根據(jù)不同業(yè)務場景，不同實例的壓力，來進行調(diào)整，比如maxThreads、acceptCount等。

圖6：某Tomcat實例線程池相關(guān)的默認配置

JVM監(jiān)控

對于Tomcat JVM的監(jiān)控，通常我們需要關(guān)注堆內(nèi)存的使用情況、GC的次數(shù)和耗時、以及對JVM線程數(shù)的監(jiān)控。

JVM堆內(nèi)存監(jiān)控

Java Heap是JVM所管理的內(nèi)存中***的一塊，被所有線程所共享，用來存放對象實例。因此，堆內(nèi)存的使用情況至關(guān)重要。

圖7：某Tomcat實例堆內(nèi)存的使用情況

• GC次數(shù)和耗時

通過查看單位時間內(nèi)GC次數(shù)和耗時，能夠讓我們針對不同的業(yè)務場景，選擇不同的垃圾回收器，從而進一步提高性能。

圖8：某Tomcat實例默認垃圾回收器總GC次數(shù)曲線

圖9：某Tomcat實例默認垃圾回收器總GC時間曲線

• JVM線程數(shù)監(jiān)控

JVM線程數(shù)的曲線統(tǒng)計，能夠讓我們更直觀的看到JVM線程當前的運行情況。

圖10：某Tomcat實例JVM線程相關(guān)的統(tǒng)計

寫在***

通過對Tomcat重要監(jiān)控指標的采集以及監(jiān)控，幫助我們更方便地完成日常巡檢，提高先于故障發(fā)現(xiàn)問題的能力，提高故障發(fā)生時的定位效率，從而更好地提高穩(wěn)定性。

附：

jmx_prometheus_javaagent：

https://github.com/prometheus/jmx_exporter

Tomcat jmx_exporter:

https://github.com/prometheus/jmx_exporter/blob/master/example_configs/Tomcat.yml

京東云

應用研發(fā)部

Tomcat是一款開源的輕量級Web應用服務器，廣泛應用于云服務平臺及企業(yè)應用系統(tǒng)，是***的Java web應用服務器之一。因此，對于Tomcat的監(jiān)控顯得尤為重要，能讓我們在不同場景下了解Tomcat的運行情況，進而能夠更好的進行調(diào)優(yōu)。

文章題目：Java Web應用服務器之一：Tomcat監(jiān)控選型及實踐
本文來源：http://www.muchs.cn/news29/99479.html

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