服務(wù)發(fā)現(xiàn)
概述
如上圖，Prometheus核心功能包括服務(wù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊專門負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)需要監(jiān)控的目標(biāo)采集點(diǎn)(target)信息，數(shù)據(jù)采集模塊從服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊訂閱該信息，獲取到target信息后，其中就包含協(xié)議(scheme)、主機(jī)地址:端口(instance)、請(qǐng)求路徑(metrics_path)、請(qǐng)求參數(shù)(params)等；然后數(shù)據(jù)采集模塊就可以基于這些信息構(gòu)建出一個(gè)完整的Http Request請(qǐng)求，定時(shí)通過pull http協(xié)議不斷的去目標(biāo)采集點(diǎn)(target)拉取監(jiān)控樣本數(shù)據(jù)(sample)；最后，將采集到監(jiān)控樣本數(shù)據(jù)交由TSDB模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
【資料圖】
為什么需要服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊？
類似于微服務(wù)通過引入注冊(cè)中心組件解決眾多微服務(wù)間錯(cuò)綜復(fù)雜的依賴調(diào)用。無論是服務(wù)主動(dòng)停止，意外掛掉，還是因?yàn)榱髁吭黾訉?duì)服務(wù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行擴(kuò)容，這些服務(wù)數(shù)據(jù)或狀態(tài)上的動(dòng)態(tài)變化，通過注冊(cè)中心屏蔽服務(wù)狀態(tài)變更造成的影響，簡化了調(diào)用方處理邏輯。
同理，Prometheus最開始設(shè)計(jì)是一個(gè)面向云原生應(yīng)用程序的，云原生、容器場(chǎng)景下按需的資源使用方式對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)而言就意味著沒有了一個(gè)固定的監(jiān)控目標(biāo)，所有的監(jiān)控對(duì)象(基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用、服務(wù))都在動(dòng)態(tài)的變化。Prometheus解決方案就是引入一個(gè)中間的代理人，這個(gè)代理人掌握著當(dāng)前所有監(jiān)控目標(biāo)的訪問信息，Prometheus只需要向這個(gè)代理人詢問有哪些監(jiān)控目標(biāo)即可，這種模式被稱為服務(wù)發(fā)現(xiàn)(service discovery)。
目前，Prometheus支持的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議是非常豐富的，最新版本(2.41)已支持接近三十種服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議：
服務(wù)發(fā)現(xiàn)配置解析
1、Prometheus服務(wù)啟動(dòng)加載prometheus.yml配置文件會(huì)被解析Config結(jié)構(gòu)體：
?
Config結(jié)構(gòu)體是配置類的最頂層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部包含6個(gè)字段分別對(duì)應(yīng)prometheus配置的6大組成部分。
?
2、其中數(shù)據(jù)采集配置部分ScrapeConfigs對(duì)應(yīng)的是一個(gè)*ScrapeConfig類型切片，一個(gè)ScrapeConfig對(duì)應(yīng)的是scrape_configs配置下的一個(gè)job抓取任務(wù)，服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議配置對(duì)應(yīng)其中ServiceDiscoveryConfigs字段：
3、discovery.Configs對(duì)應(yīng)的是Config切片：
type Configs []Config所以，一個(gè)job抓取任務(wù)下可以配置多個(gè)服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議，如：
- job_name: "prometheus" metrics_path: /metrics static_configs: - targets: ["124.222.45.207:9090"] file_sd_configs: - files: - targets/t1.json - targets/t2.json refresh_interval: 5m4、Config是一個(gè)接口：
Config是一個(gè)接口的定義，每種服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議都會(huì)存在一個(gè)對(duì)應(yīng)Config接口的實(shí)現(xiàn)（見下圖）。該接口主要定義兩個(gè)方法：
1、Name() string：定義服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議類型，如eureka、kubernetes等等；2、NewDiscoverer(DiscovererOptions) (Discoverer, error)：返回一個(gè)Discoverer類型變量，該類型也是一個(gè)接口，其只定義了一個(gè)方法Run方法，即Discoverer是對(duì)應(yīng)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議具體運(yùn)行邏輯封裝，通過Run方法提供統(tǒng)一的運(yùn)行入口。服務(wù)發(fā)現(xiàn)核心原理說明：
Prometheus服務(wù)發(fā)現(xiàn)核心邏輯的入口主要關(guān)注Manager結(jié)構(gòu)體的ApplyConfig方法：基于服務(wù)發(fā)現(xiàn)的配置使其生效；
ApplyConfig方法包括四個(gè)主要步驟：
type provider struct { name string d Discoverer subs []string config interface{}}?一個(gè)job下一個(gè)服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議對(duì)應(yīng)一個(gè)Discoverer。?
provider還有額外三個(gè)字段：
1、name：provider名稱，格式：fmt.Sprintf("%s/%d", typ, len(m.providers))；
2、subs：string切片，存放job名稱，因?yàn)榭赡懿煌?code>job下存在一致的服務(wù)發(fā)現(xiàn)配置，就只會(huì)生成一個(gè)provider，然后subs存放job列表；
3、config：服務(wù)發(fā)現(xiàn)配置
Discoverer接口Run方法，讓服務(wù)發(fā)現(xiàn)邏輯運(yùn)行；協(xié)程中運(yùn)行updater方法；Discoverer接口Run方法主要基于具體服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議發(fā)現(xiàn)target，然后通過通道傳遞給updater處理邏輯，將其解析處理放入到Manager結(jié)構(gòu)體中targets字段中，并向triggerSend通道發(fā)送信號(hào)，表示當(dāng)前targets發(fā)生變更；Manager結(jié)構(gòu)體sender方法每5秒監(jiān)聽triggerSend通道信號(hào)，并將Manager結(jié)構(gòu)體中targets字段處理后放入到syncCh通道中；數(shù)據(jù)采集模塊(scrape)監(jiān)聽syncCh通道，就可以獲取到服務(wù)發(fā)現(xiàn)生成的targets信息，然后reload將target納入監(jiān)控開始抓取監(jiān)控指標(biāo)。啟動(dòng)provider：遍歷Manager結(jié)構(gòu)體中providers切片，啟動(dòng)每個(gè)provider，該步驟主要是啟動(dòng)兩個(gè)協(xié)程：?Manager結(jié)構(gòu)體sender方法是在Prometheus啟動(dòng)時(shí)discoveryManagerScrape.Run()方法中啟動(dòng)。?取消服務(wù)發(fā)現(xiàn)：配置變更也會(huì)調(diào)用ApplyConfig方法，這時(shí)就要把基于之前配置運(yùn)行的服務(wù)發(fā)現(xiàn)服務(wù)取消，然后基于當(dāng)前配置重新生成；清空：主要清空discoverCancel、targets和providers幾個(gè)容器元素，因?yàn)橐诋?dāng)前配置重新生成；注冊(cè)provider：provider是對(duì)Discoverer的封裝，不同服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議都會(huì)實(shí)現(xiàn)Config接口，其中NewDiscoverer方法就是創(chuàng)建Discoverer「Prometheus服務(wù)發(fā)現(xiàn)核心就是三個(gè)協(xié)程之間協(xié)作：」
「協(xié)程1：」負(fù)責(zé)運(yùn)行Discoverer接口Run方法，基于協(xié)議發(fā)現(xiàn)采集點(diǎn)；「協(xié)程2：」負(fù)責(zé)將協(xié)程1發(fā)現(xiàn)的采集點(diǎn)信息更新到Manager結(jié)構(gòu)體中targets字段的map中；「協(xié)程3：」負(fù)責(zé)將Manager結(jié)構(gòu)體中targets字段的數(shù)據(jù)通過通道發(fā)送給scrape模塊；scrape模塊獲取到采集點(diǎn)如何進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后續(xù)scrape模塊分析。
監(jiān)控指標(biāo)
Prometheus服務(wù)發(fā)現(xiàn)通用指標(biāo)主要有如下5個(gè)，都定義在discovery/manager.go中：
prometheus_sd_discovered_targetsprometheus_sd_failed_configsprometheus_sd_received_updates_totalprometheus_sd_updates_delayed_totalprometheus_sd_updates_total「1、采集點(diǎn)數(shù)量指標(biāo)」
服務(wù)發(fā)現(xiàn)主要基于協(xié)議發(fā)現(xiàn)采集目標(biāo)，prometheus_sd_discovered_targets指標(biāo)反饋各個(gè)job發(fā)現(xiàn)的采集目標(biāo)數(shù)：
prometheus_sd_discovered_targets：gauge類型，當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)數(shù)config:job名稱name：取值scrape和notify，區(qū)分指標(biāo)抓取服務(wù)發(fā)現(xiàn)還是告警通知服務(wù)發(fā)現(xiàn)示例：prometheus_sd_discovered_targets{config="auth_es1", name="scrape"} 12?這里基于協(xié)議發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)數(shù)，還未進(jìn)入采集模塊，并不能區(qū)分是在線還是離線。?
「2、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議異常錯(cuò)誤指標(biāo)」
服務(wù)發(fā)現(xiàn)會(huì)給每個(gè)發(fā)現(xiàn)配置項(xiàng)生成一個(gè)provider，并為每個(gè)provider使用協(xié)程運(yùn)行，如果基于配置項(xiàng)生成provider錯(cuò)誤就可以通過prometheus_sd_failed_configs指標(biāo)反饋：
prometheus_sd_failed_configs：gauge類型，當(dāng)前無法加載的服務(wù)發(fā)現(xiàn)配置數(shù)配置數(shù)：一個(gè)job可能存在多個(gè)服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議配置，對(duì)應(yīng)配置項(xiàng)則是多個(gè)示例：prometheus_sd_failed_configs{name="scrape"} 10prometheus_sd_failed_configs{name="notify"} 5一個(gè)job可能對(duì)應(yīng)多個(gè)服務(wù)發(fā)現(xiàn)配置項(xiàng)，如下：這個(gè)job下配置了static_configs和file_sd_configs兩個(gè)服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議配置，則對(duì)應(yīng)兩個(gè)服務(wù)發(fā)現(xiàn)配置項(xiàng)，注冊(cè)兩個(gè)provider，每個(gè)provider在獨(dú)立協(xié)程中運(yùn)行：
scrape_configs: # The job name is added as a label `job=` to any timeseries scraped from this config. - job_name: "test" static_configs: - targets: ["localhost:9090"] file_sd_configs: - refresh_interval: 5m files: - targets/manual.*.json「3、協(xié)程交互指標(biāo)」
服務(wù)發(fā)現(xiàn)主要涉及3類協(xié)程：
Discoverer協(xié)程(多個(gè))：封裝provider，基于協(xié)議發(fā)現(xiàn)采集點(diǎn)，這里可能會(huì)存在多個(gè)，一個(gè)provider對(duì)應(yīng)一個(gè)Discoverer協(xié)程；updater協(xié)程(1個(gè))：Discoverer協(xié)程發(fā)現(xiàn)采集點(diǎn)，通過channel通道通知到updater協(xié)程，updater協(xié)程將采集點(diǎn)更新到Manager結(jié)構(gòu)體中targets字段中，然后向Manager結(jié)構(gòu)體中triggerSend通道寫入數(shù)據(jù)，告訴sender協(xié)程targets有更新；sender協(xié)程(1個(gè))：sender協(xié)程每5秒檢測(cè)triggerSend通道數(shù)據(jù)，檢測(cè)到更新則將Manager結(jié)構(gòu)體targets數(shù)據(jù)處理封裝寫入到Manager結(jié)構(gòu)體syncCh通道中，scrape模塊監(jiān)測(cè)該通道，即完成將服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊和scrape模塊交互。這其中涉及三個(gè)指標(biāo)：
prometheus_sd_received_updates_totalprometheus_sd_updates_delayed_totalprometheus_sd_updates_total關(guān)鍵詞：
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