スプリングブートでの統一メトリックとトレース
分散システムを操作する場合、すべてのレイヤーで観察可能性を確保することが重要です。 Spring Bootでは、ログは既にTrace IDをキャプチャできるため、サービス全体のリクエストを簡単に追跡できます。ただし、これらのトレースとスパンIDをメトリックに統合することは依然として課題です。 📊
パフォーマンスの問題をデバッグしていると想像してください。トレースIDでログを表示できますが、特定のメトリックデータと相関させることはできません。この制限により、システムの動作を効果的に分析することが難しくなります。このギャップを埋めるには、さまざまなレイヤー(RestコントローラーとJPAリポジトリ)からメトリックをトレースとスパンIDでタグ付けする方法が必要です。
Prometheus、Grafana、およびZipkinは、強力な監視と追跡機能を提供します。ログはリクエストフローに関する洞察を提供しますが、メトリックにトレースコンテキストを添付すると、すべてのレイヤーの可視性が向上します。これは、特定のユーザー要求とレイテンシ、エラー率、スループットを相関させることができることを意味します。
このガイドでは、各アプリケーションレイヤーのメトリックにトレースとスパンIDを追加するようにSpring Bootを構成する方法について説明します。 RESTエンドポイントであろうとデータベースの相互作用を扱うかどうかにかかわらず、このアプローチはフルスタックの観察性を実現するのに役立ちます。 🚀
指示 | 使用例 |
---|---|
OncePerRequestFilter | リクエストがライフサイクルごとに1回のみ処理されるようにするスプリングブートフィルターにより、メトリックにトレースIDを追加するのに役立ちます。 |
MeterRegistry.counter() | カスタムメトリックカウンターの作成とインクリメントに使用され、マイクロメーターのトレースIDを使用したメトリックのタグ付けを可能にします。 |
TraceContextHolder.getTraceId() | トレースコンテキストから現在のトレースIDを取得し、レイヤー間の正しい相関を確保するカスタムユーティリティメソッド。 |
StatementInspector | データベースメトリックのタグ付けに役立つ、実行前にSQLクエリの変更と検査を可能にするHibernateからのインターフェイス。 |
fetch("http://localhost:9090/api/v1/query") | APIを介してPrometheusメトリックデータを取得して、フロントエンドにリアルタイムトレースIDベースのメトリックを表示します。 |
response.json() | Prometheus API応答をJSON形式に解析するため、Reactのメトリックを処理および表示しやすくします。 |
meterRegistry.counter().increment() | 特定のメトリックカウンターを明示的に増加させ、各リクエストまたはデータベースクエリをトレースIDとともにカウントできるようにします。 |
filterChain.doFilter() | チェーン内の次のフィルターへの要求と応答を渡し、メトリックを追加した後に通常の要求処理を確保します。 |
useEffect(() =>useEffect(() => {}, []) | コンポーネントマウントで1回実行される反応フックは、ここでダッシュボードがロードされたときにプロメテウスメトリックを取得するために使用されます。 |
メトリック中のTRACE IDで観察性を高める
最新の分散システムでは、デバッグとパフォーマンスの監視には、相関ログとメトリックが重要です。開発したスクリプトは、統合に役立ちます トレースID そして スパンID Spring Bootの観測可能性スタックに。最初のスクリプトでは、カスタムフィルターを使用して紹介します andperRequestFilter 着信HTTPリクエストを傍受し、トレースIDをマイクロメートルメトリックに添付します。これにより、すべてのHTTPリクエストがカウントされ、それぞれのTRACE IDでラベル付けされることが保証されます。これがなければ、複数のサービスで個々のリクエストをトレースするのは困難です。問題がコントローラー、サービス、またはデータベースレイヤーにあるかどうかを知らずに、遅いAPI応答のトラブルシューティングを想像してください! 🚀
私たちの2番目のスクリプトは、レバレッジによって永続レイヤーに焦点を当てています HibernateのStatementInspector。このコンポーネントは、実行前にSQLクエリを検査し、データベースの相互作用にトレースIDを追加できるようにします。これは、HTTP要求だけでなく、生成するクエリも追跡できることを意味し、システムパフォーマンスのフルスタックビューを提供します。たとえば、リポジトリメソッドを呼び出すエンドポイントがクエリが遅い場合、タグ付きメトリックは根本原因を特定するのに役立ちます。使用して meterregistry.counter()、クエリが実行されるたびにメトリックをインクリメントし、データベースのパフォーマンスを完全に可視化します。
フロントエンド側では、トレースIDでタグ付けされたプロメテウスメトリックを取得して表示するシンプルなReactダッシュボードを構築しました。の使用 フェッチ() アプリケーションがプロメテウスからリアルタイムでデータを取得できるようにします。ユーザーがダッシュボードを開くと、トレースIDごとに作成されたリクエストの数が表示され、チームがバックエンドアクティビティとユーザーの動作を相関させるのに役立ちます。特定の要求をデバッグする開発者は、トレースIDをすばやく検索し、トリガーしたクエリの数を確認できます。このアプローチは監視を改善し、デバッグセッションをより効率的にします。 📊
最終的に、これらのソリューションは協力して、すべてのアプリケーションレイヤーにわたってシームレスなトレースエクスペリエンスを作成します。 Spring Bootの観測可能性ツールとPrometheus、Grafana、およびZipkinを組み合わせることで、フルスタックの監視を実現します。開発者は、エントリポイントからデータベースクエリまでのリクエストを簡単に追跡できるようになりました。これにより、システムの信頼性が向上するだけでなく、デバッグ時間も短縮されます。実際のシナリオでは、これはパフォーマンスのボトルネックを検出し、問題がエスカレートする前にリソースの割り当てを最適化するのに役立ちます。このような観察可能性のベストプラクティスを実装することで、パフォーマンスが向上し、トラブルシューティングが高速化され、ユーザーエクスペリエンスが向上します。 🚀
完全な観測可能性のためにメトリックにTRACE IDを実装します
マイクロメーターとスルースを備えたスプリングブートを使用したバックエンドソリューション
// Import necessary packages
import io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.util.Optional;
@Component
public class TraceIdMetricFilter extends OncePerRequestFilter {
private final MeterRegistry meterRegistry;
public TraceIdMetricFilter(MeterRegistry meterRegistry) {
this.meterRegistry = meterRegistry;
}
@Override
protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)
throws ServletException, IOException {
String traceId = Optional.ofNullable(request.getHeader("traceId")).orElse("unknown");
meterRegistry.counter("http.requests", "traceId", traceId).increment();
filterChain.doFilter(request, response);
}
}
TRACE IDをJPAとデータベースメトリックに統合します
HibernateとMicromerを使用したスプリングブートを使用したバックエンドソリューション
// Import necessary packages
import io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry;
import org.hibernate.resource.jdbc.spi.StatementInspector;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class TraceIdStatementInspector implements StatementInspector {
private final MeterRegistry meterRegistry;
public TraceIdStatementInspector(MeterRegistry meterRegistry) {
this.meterRegistry = meterRegistry;
}
@Override
public String inspect(String sql) {
String traceId = TraceContextHolder.getTraceId(); // Assume TraceContextHolder gets the traceId
meterRegistry.counter("database.queries", "traceId", traceId).increment();
return sql;
}
}
フロントエンド統合:トレースIDメトリックの表示
ReactおよびPrometheus APIを使用したフロントエンドの実装
import React, { useEffect, useState } from "react";
const MetricsDashboard = () => {
const [metrics, setMetrics] = useState([]);
useEffect(() => {
fetch("http://localhost:9090/api/v1/query?query=http_requests_total")
.then(response => response.json())
.then(data => setMetrics(data.data.result));
}, []);
return (
<div>
<h2>Trace ID Metrics</h2>
<ul>
{metrics.map((metric, index) => (
<li key={index}>{metric.metric.traceId}: {metric.value[1]} requests</li>
))}
</ul>
</div>
);
};
export default MetricsDashboard;
スプリングブートメトリックの高度なトレーサビリティ
統合を検討している間 トレースID RESTおよびデータベースメトリックには、別の重要な側面が分散トランザクションを監視することです。マイクロサービスアーキテクチャでは、単一のユーザー要求が複数のサービスにまたがることが多いため、リクエストの伝播方法を追跡することが不可欠です。 Spring Bootは、Opentelemetryなどのツールと組み合わせると、各サービスインタラクションの詳細なスパンをキャプチャできます。これにより、フロントエンドUIからバックエンドAPIへのリクエストがすべて単一のトレースで相関することが保証されます。これがなければ、パフォーマンスのボトルネックのデバッグは大幅に困難になります。 🔍
もう1つの重要な側面は、非同期操作にトレーサビリティを適用することです。最新のアプリケーションでは、KafkaやRabbitmqを使用したイベント駆動型アクションなど、多くのプロセスがバックグラウンドで実行されます。 Spring BootをメッセージキューにトレースIDを伝播するように構成することにより、非同期タスクでさえ正しくトレースされていることを確認できます。たとえば、注文がeコマースシステムに配置されている場合、複数のサービスが在庫、支払い、および通知を処理します。これらの手順のいずれかで問題が発生した場合、根本原因を追跡することは、適切なスパン伝播なしではほぼ不可能です。
トレースを実装する際には、セキュリティとデータの整合性も重要です。トレースIDを外部的に公開すると、適切に処理されないとセキュリティリスクが発生する可能性があります。ベストプラクティスには、敏感なトレース情報のフィルタリングと、ログやメトリックが個人データを誤って公開しないようにすることが含まれます。さらに、トレーサビリティとロールベースのアクセス制御を組み合わせることで、認定された担当者のみが詳細なトレース情報を照会できるようになります。これらのセキュリティ対策を実装することで、観察可能性は責任ではなく資産のままであることが保証されます。 🚀
スプリングブートのトレーサビリティに関するよくある質問
- スプリングブートアプリケーションでトレースを有効にするにはどうすればよいですか?
- Spring Bootは、トレーススルーをサポートします Spring Cloud Sleuth そして Micrometer。適切な依存関係を追加し、トレースプロパティを構成することにより、トレースとスパンIDを自動的にキャプチャできます。
- 複数のマイクロサービスでトレースIDを追跡できますか?
- はい、使用して Zipkin または Jaeger 分散トレースライブラリに加えて、トレースIDを複数のサービスで伝播し、要求フローを完全に可視化できるようにします。
- トレースIDをKafkaメッセージに添付するにはどうすればよいですか?
- メッセージヘッダーにトレースIDを使用して含めることができます KafkaTemplate.send()。メッセージを消費するときは、トレースIDを抽出し、トレースコンテキストで設定します。
- グラファナダッシュボードでトレースIDを表示することは可能ですか?
- はい、プロメテウスとグラファナを構成することによって Micrometer tags、グラファナパネルでトレース関連のメトリックを直接視覚化できます。
- トレースIDセキュリティを確保するにはどうすればよいですか?
- トレース情報を保護するには、外部APIとログにトレースIDが公開されないようにします。使用 log sanitization ログを保存する前に機密データをフィルタリングする手法。
Spring Bootアプリケーションの観察可能性を最適化します
すべてのレイヤーにトレースIDを実装すると、アプリケーション動作に関する深い洞察が得られます。メトリックにTRACEとSPAN IDをタグ付けすることにより、開発者はエンドツーエンドの可視性を獲得し、遅いリクエストまたは失敗サービスの診断を容易にします。 PrometheusやGrafanaなどのツールを使用すると、リアルタイムの監視がさらに強化されます。
デバッグを超えて、構造化されたトレースはパフォーマンスの最適化を改善するのに役立ちます。非効率的なデータベースクエリの識別、マイクロサービスのレイテンシの追跡、およびリクエストフローの分析は、はるかに簡単になります。トレーステクニックへの投資は、より良いトラブルシューティングだけでなく、よりスムーズなユーザーエクスペリエンスも保証します。 🔍
メトリックにトレースIDを実装するためのソースと参照
- スプリングブーツのトレースの統合に関する公式ドキュメントとマイクロメーターとスルース: スプリングクラウドスルース 。
- スプリングブートアプリケーションを監視するためのプロメテウスとグラファナのセットアップに関するガイド: プロメテウスのドキュメント 。
- Zipkinを使用した分散トレースのベストプラクティス: ジプキンアーキテクチャ 。
- HibernateクエリでのトレースおよびスパンID伝播の実装: Hibernateユーザーガイド 。