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Spring Boot 2.x 中的 Actuator

1. 前言

Spring Boot 提供了很多开箱即用的starter，其中有一款非常特别的starter——actuator 。它是用来对Spring Boot 应用进行监控、指标采集、管理，并提供一些很有用的端点（endpoint）来实现上述功能。这有助于我们对Spring Boot 应用进行监视和管理。我们本文将探讨Spring Boot 2.x下的actuator的一些知识点。

2. 集成

像其它starter一样，通过非常简单的依赖集成即可开箱即用。我们通过在项目中引入（以maven为例）：

<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
     </dependency>

3. endpoints

Actuator的核心是端点（endpoint），我们通过端点来获取应用的一些监控信息或者通过端点来改变系统的一些状态。Actuator中内置了非常多的端点：

id	描述	默认是否启用
auditevents	显示当前应用程序的审计事件信息	Yes
beans	显示应用Spring Beans的完整列表	Yes
caches	显示可用缓存信息	Yes
conditions	显示自动装配类的状态及及应用信息	Yes
configprops	显示所有 @ConfigurationProperties 列表	Yes
env	显示 ConfigurableEnvironment 中的属性	Yes
flyway	显示 Flyway 数据库迁移信息	Yes
health	显示应用的健康信息（未认证只显示status，认证显示全部信息详情）	Yes
info	显示任意的应用信息	Yes
liquibase	展示Liquibase 数据库迁移	Yes
metrics	展示当前应用的 metrics 信息	Yes
mappings	显示所有 @RequestMapping 路径集列表	Yes
scheduledtasks	显示应用程序中的计划任务	Yes
sessions	允许从Spring会话支持的会话存储中检索和删除用户会话。	Yes
shutdown	允许应用以优雅的方式关闭（默认情况下不启用）	No
threaddump	执行一个线程dump	Yes
httptrace	显示HTTP跟踪信息（默认显示最后100个HTTP请求 - 响应交换）	Yes
heapdump	返回一个GZip压缩的hprof堆dump文件	Yes
prometheus	Prometheus服务器抓取的格式显示metrics信息	Yes

3.1 启用与关闭

默认情况下除了 shutdown 是关闭的其它端点都是启用的。个别端点的启用依赖其他组件，比如我们上篇文章介绍的Prometheus。我们可以在Spring Boot 配置文件中通过配置（id参见上表） management.endpoint.<id>.enabled 来配置端点是否启用。

另外我们可以通过 management.endpoints.enabled-by-default 来修改全局端口默认配置,以下示例启用info端点并禁用所有其他端点：

# 先设置所有的端点默认为关闭
management.endpoints.enabled-by-default=false
# 然后开启info 端点
management.endpoint.info.enabled=true

3.2 开放与封闭

特别需要我们注意的是，以上只是我们开启的端点功能，并不意味我们把这些端点暴露给应用之外的环境中去。暴露的配置规则是 management.endpoints.<web|jmx>.exposure.<include|exclude> 我们以web为例，通过以下方式来暴露web端点：

#  * 为暴露所有web端点，如果暴露的是一个列表请使用端点 id 并以逗号隔开 
management.endpoints.web.exposure.include='*'

同样的如果我们要排除一些web端点请用 management.endpoints.web.exposure.exclude 来配置。我们可以通过 /actuator 来列举暴露的端点。当然这个路径取决于我们对 management.endpoints.web.basePath 的配置。

3.3 安全性

对于生产环境来说端点都是敏感的。我们当然不希望非法的访问端点，特别如 /shutdown 这种端点。我们可以通过上面3.1、3.2进行关闭、封闭操作。也可直接配置 management.server.port=-1 来关闭管理端点。或者确保在外面的安全框架诸如Spring security的控制之下。即保证 EndpointRequest.toAnyEndpoint() 的安全性。

3.4 自定义端点

Spring Boot 2.x 开始，Actuator支持CRUD模型，而不是旧的RW（读/写）模型。我们可以按照两种策略来自定义：

@Endpoint 同时支持JMX和http
@JmxEndpoint 只支持JMX技术
@WebEndpoint 只支持http

通过在一个端点类（必须是Spring Bean）上添加上面其中一个来表明该类是一个端点类。

在类的方法使用@ReadOperation，@WriteOperation或@DeleteOperation，这分别会映射到Http中的 GET、POST、DELETE（对http来说）。以下是我们自定义的一个端点：

@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 
   }

}

注意请务必保证端点的id在该应用中唯一。

3.5 端点扩展

假设我们想要确保我们的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（/info）来完成此操作。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 或其更具体的 @EndpointWebExtension 、 @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;
    }
}

3.6 Spring Boot metrics

运维应用监控依赖于对应用度量（metric）指标的抽取。Spring Boot 2.x中的Actuator 对 Micrometer 的自动配置。甚至我们可以通过一个叫 MeterRegistry 的Spring Bean来注册一个自定义的metric指标。我们可以通过 /actuator/metrics 端点获取所有的metric指标。也可以通过 /actuator/metrics/{metricName} 来获取具体度量的元数据。

Micrometer 是一个应用度量门面类库，类似SLF4。后面我会专门写一篇文章来介绍这个知识点。请关注我的公众号：Felordcn 以保证第一时间获取相关的知识。