MicrometerとPrometheusによる LINEファミリーアプリのモニタリング

MicrometerとPrometheusによる
LINEファミリーアプリのモニタリング
LINE Developer Meetup in Fukuoka #41
LINE Fukuoka株式会社開発3室松崎学

自己紹介
@matsumana
LINE Fukuoka 株式会社開発3室
SRE & サーバサイドエンジニア
https://github.com/matsumana
松崎学

• Prometheusとは？
• Micrometerとは？
• Micrometer導入以前・以後
• Micrometerの標準機能で収集できるメトリクス
• Binder作成例
Agenda

https://prometheus.io/docs/introduction/overview/

● Datadog
● New Relic
● Ganglia
● Prometheus
● etc…
Micrometerが標準サポートしている
モニタリングシステム

● Armeria https://github.com/line/armeria
● RxJava 2とArmeriaでマイクロサービスを非同期化してみた
https://engineering.linecorp.com/ja/blog/detail/213
● レイテンシーを計算する技術の話
https://engineering.linecorp.com/ja/blog/detail/233
● IMON (LINE内製のモニタリングシステム)
● IMON用のMicrometerライブラリ(MeterRegistry)を開発し、
IMONでもMicrometerを使ったメトリクス収集が可能になっている
LINEでのMicrometerの利用例

● LINEファミリーアプリ (https://line.me/ja/family-apps) ←今日はここにフォーカ
ス
● Springの標準メトリクスライブラリになった事により、
Micrometerを利用するサービスが増えている
LINEでのMicrometerの利用例

Micrometerの良さを伝えるために
まず、Micrometer導入以前は
どうやっていたかをお話します

Micrometer導入以前
(jmx_exporter経由でメトリクス収集)

(jmx_exporter経由でメトリクス収集)
● JMXを使ってメトリクスを収集するので、監視対象アプリケーションに
設定が必要
● JMXポートなどのJVMオプション
● 監視対象のJMX設定 (Tomcat, Jetty, HikariCP, etc…)
● jmx_exporter用のメトリクス収集設定ファイルが必要

jmx_exporter設定ファイル（例）
# java.langとjava.nioのメトリクスのみ収集する例
hostPort: localhost:5000 #監視対象のJMX port
lowercaseOutputName: true
whitelistObjectNames:
- java.lang:*
- java.nio:*
rules:
こういう設定ファイル(yaml)を準備しておくと

こういうJMX MBeanメトリクスが

こんな感じでPrometheus用のメトリクスとしてexportされる
そのメトリクスがPrometheusに保存され
# HELP java_lang_memory_heapmemoryusage_used
# TYPE java_lang_memory_heapmemoryusage_used untyped
java_lang_memory_heapmemoryusage_used 9.8744952E7

モニタリングするという目的は達成できたが

複数のサービス運用に関わっていると
アプリケーション毎にJMXの設定をしたり
jmx_exporter設定ファイルを作るのは大変

prometheus-spring-boot
（社内用ライブラリ）

(prometheus-spring-boot 初期バージョン)

prometheus-spring-bootのコンセプト
● 監視対象アプリケーションに依存ライブラリとして追加するだけで、
Prometheus/Grafanaでモニタリング・可視化が出来るようにする

prometheus-spring-bootの実装内容
● jmx_exporterと、jmx_exporter設定ファイルをライブラリに内包
● アプリケーションに組み込まれている監視対象(Tomcat, Jetty, HikariCP, etc)の
JMX設定を行うSpring AutoConfigurationを実装
● 社内Grafanaのダッシュボードに合わせて、メトリクスをexport

● Dropwizard metricsを使ってアプリケーションのHTTP URI毎のレイテンシを
exportする
● %tile値: 0.5, 0.75, 0.95, 0.98, 0.99, 0.999, etc…
prometheus-spring-bootの実装内容

その後、Micrometerがリリースされる

prometheus-spring-bootを修正
● jmx_exporter依存ロジックを削除。Micrometerを使って再実装
● HTTP URI毎のレイテンシもMicrometer標準機能として提供されているので、
Dropwizard metrics依存ロジックも削除
● その結果、ほぼ全ての機能がMicrometerだけで実現できた
「Micrometer + MicrometerにPRした機能 + 社内向けの機能」という状態
※MicrometerにPRした機能はMicrometer新バージョンリリース後に削除予定

Micrometer導入以後
(prometheus-spring-boot 現在バージョン)
※Micrometerを直接使っているサービスもある
● Micrometerはメトリクス収集にJMXを使わない
● 構成もprometheus-spring-bootの実装も非常にシンプルになった

Micrometerの標準機能で
収集できるメトリクス
（Spring Bootの場合、ライブラリを依存関係に追加するだけでOK）

Binder
● 監視対象ごとにBinderというクラスでメトリクス収集機能が提供されている
● https://github.com/micrometer-metrics/micrometer/tree/v1.0.6/micrometer-
core/src/main/java/io/micrometer/core/instrument/binder
● Javaでよく使われるものが標準Binderとして提供されている
● 標準Binderに無いものは、自分で実装すれば良い
● 一般的に使えそうなBinderならPR
● Jetty ThreadのメトリクスをPRした。マージ済
● https://github.com/micrometer-metrics/micrometer/pull/593
● 参考記事
● https://matsumana.info/tags/micrometer/

標準Binderの一部を紹介

JVMのメトリクス
● ClassLoaderのメトリクス
● loaded数
● unloaded数
● Threadのメトリクス
● Thread数
● Daemon Thread数

● GCのメトリクス
● Minor GCの発生回数
● Minor GCの停止時間
● Major GCの発生回数
● Major GCの停止時間

● Heap memoryのメトリクス
● Young Generation (Eden, Survivor)
● Old Generation
● Young Generation (Eden, Survivor)のMax
● Old GenerationのMax

● Non-Heap memoryのメトリクス
● Code Cache
● Metaspace
● Compressed Class Space

Tomcatのメトリクス
● ThreadPool busy
● ThreadPool current
● ThreadPool max

Jettyのメトリクス
● Requestのメトリクス
● 処理中のリクエスト数
● Responseのメトリクス
● HTTP status毎(1xx, 2xx, 3xx, 4xx, 5xx)のレスポンス数
● Threadのメトリクス (2018/09リリース予定のMicrometer1.1.0から使用可能)
● ThreadPool busy
● ThreadPool current
● ThreadPool min
● ThreadPool max

ExecutorServiceのメトリクス
● ThreadPoolのメトリクス
● Queued
● Active
● Pool size
● タスクのメトリクス
● Completed

Logbackのメトリクス
● traceログ出力数
● debugログ出力数
● infoログ出力数
● warn ログ出力数
● error ログ出力数

URI毎のレイテンシ
management:
metrics:
distribution:
percentiles:
http.server.requests: 0.5, 0.75, 0.95, 0.98, 0.99, 0.999, 1.0
application.ymlに以下のような設定（指定する%tile値は任意）を追加すると

URI毎のレイテンシ
# HELP http_server_requests_seconds
# TYPE http_server_requests_seconds summary
http_server_requests_seconds{exception="None",method="GET",status="200",uri="/foo",quantile="0.5",} 0.00393216
http_server_requests_seconds{exception="None",method="GET",status="200",uri="/bar",quantile="0.5",} 0.00131072
レイテンシが以下のようなメトリクスとして取れる

HikariCPのメトリクス
(HikariCP自身がMicrometerを使って実装)
● ConnectionPool Active
● ConnectionPool Pending
● ConnectionPool Idle
● ConnectionPool Total
● ConnectionPool Min
● ConnectionPool Max
※Spring Boot 1.5 + micrometer-spring-legacyではJMXを使う必要があります。詳しくは以下を参照
https://matsumana.info/blog/2018/05/23/collect-spring-boot-app-metrics-with-micrometer/

Binder作成例
(監視対象がメトリクスを持っている場合)
● JettyServerThreadPoolMetrics
● https://github.com/micrometer-metrics/micrometer/blob/master/micrometer-
core/src/main/java/io/micrometer/core/instrument/binder/jetty/JettyServerThr
eadPoolMetrics.java
core/src/main/java/io/micrometer/core/instrument/binder/jetty/Instrumented
QueuedThreadPool.java
● JettyMetricsAutoCofiguration (AutoConfigurationは必要に応じて作成)
spring-
legacy/src/main/java/io/micrometer/spring/autoconfigure/web/jetty/JettyMetri

監視対象がメトリクスを持っていない場合は
監視対象にメトリクス収集ロジックを追加する
● HikariCP
● https://github.com/brettwooldridge/HikariCP/pull/1110

Micrometerが色んなミドルウェアや
ライブラリで使われるようになると
様々なモニタリングシステムで
簡単に監視できるようになりそう

Appendix
https://github.com/fhemberger/chrome-prometheus-formatter
Prometheus Formatter (Chrome Extension)
# HELP jvm_memory_used_bytes The amount of used memory
# TYPE jvm_memory_used_bytes gauge
jvm_memory_used_bytes{area="nonheap",id="Code Cache",} 1.637152E7
jvm_memory_used_bytes{area="nonheap",id="Metaspace",} 5.0028744E7
jvm_memory_used_bytes{area="nonheap",id="Compressed Class Space",} 6463920.0
jvm_memory_used_bytes{area="heap",id="PS Eden Space",} 2.53057592E8
jvm_memory_used_bytes{area="heap",id="PS Survivor Space",} 1.3003488E7
jvm_memory_used_bytes{area="heap",id="PS Old Gen",} 2.7751432E7
# HELP jvm_memory_used_bytes The amount of used memory
# TYPE jvm_memory_used_bytes gauge
jvm_memory_used_bytes{area="nonheap",id="Code Cache",} 1.6291648E7
jvm_memory_used_bytes{area="nonheap",id="Metaspace",} 4.9900088E7
jvm_memory_used_bytes{area="nonheap",id="Compressed Class Space",} 6440552.0
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