1.3.4 监控和告警系统——Prometheus
Prometheus是一个开源系统监控和告警工具包，最初在SoundCloud构建。自2012年发布以来，许多公司和组织都采用了Prometheus，该项目拥有非常活跃的开发者和社区用户。它现在是一个独立的开源项目，独立于任何公司维护。为了强调这一点，并明确项目的开源价值，Prometheus于2016年加入云原生计算基金会，成为继Kubernetes之后的第二个托管项目。
Prometheus将其指标收集并存储为时间序列数据，即将指标信息与记录它的时间戳一起存储。
（1）Prometheus的优势
1）具有由度量指标和键-值对标识的时间序列数据多维数据模型。
2）具有一种强大的灵活查询语言PromQL。
3）不依赖分布式存储，单个服务器节点是自治的。
4）时间序列数据指标收集是通过HTTP从服务端拉取的。
5）通过中间网关支持推送时间序列监控数据。
6）通过服务发现或静态配置来获取监控目标。
7）支持多种类型图表和仪表盘。
（2）指标的含义
对普通大众来说度量是数字度量。时间序列意味着记录随着时间的推移变化。用户想要测量的内容因应用程序而异。对于Web服务器来说，它可能是请求时间；对于数据库来说，它可能是活动连接数或活动查询数等。
指标在理解为什么应用程序以某种方式工作方面起着重要作用。假设正在运行的一个Web应用程序很慢，就需要收集一些信息来了解应用程序发生了什么。例如，当请求数量很高时，应用程序可能会变慢。如果此时有请求计数指标，便可以方便地找出原因并通过增加服务器数量来处理负载。
（3）Prometheus生态系统
Prometheus生态系统由多个组件组成，其中许多是可选的。
1）最主要的是Prometheus Server服务器，用于抓取和存储时间序列数据。
2）用于检测应用程序代码的客户端程序库。
3）Push Gateway，支持数据推送。
4）监控特殊指标的Exporter服务，例如HAProxy、StatsD、Graphite等。
5）告警处理器alartmanager。
6）其他周边工具。
上述大多数Prometheus组件都是用Go语言编写的，这使得它们易于构建和部署为静态二进制文件。
图1-6所示为Prometheus的架构及其一些生态系统组件。
Prometheus从监控目标中直接或通过中间网关推送来抓取指标。它在本地存储所有抓取的指标数据，并对这些数据运行一系列规则过滤，以从现有数据聚合和记录新的时间序列或生成告警。对于监控后的数据可以通过Grafana或其他工具实现可视化。
（4）Prometheus的适用场景
Prometheus可以很好地记录任何纯文本时间序列。它既适合以机器为中心的监控，也适合监控面向服务的高度动态架构。在微服务世界中，它在多维数据收集和查询方面有特殊的优势。
图1-6 Prometheus的架构及其一些生态系统组件
Prometheus专为可靠性而设计，可以在断电期间快速诊断问题。每个Prometheus服务器都是相互独立的，不依赖于网络存储或其他远程服务。当基础设施的其他部分损坏时，可以使用它，因为它不需要消耗大量的基础资源。
（5）Prometheus的不适用场景
Prometheus重视可靠性，即使在故障情况下，也可以随时查看有关系统的可用统计信息。如果需要100%的准确性，例如按请求计费，那么Prometheus不是一个好的选择，因为收集的数据可能不够详细和完整。在这种情况下，最好使用其他系统来收集和分析数据以进行计费，而使用Prometheus进行其余的监控。