Prometheus 官方和社区提供了非常多的exporter，涵盖数据库、中间件、OS、存储、硬件设备等，具体可查看exporters、exporterhub.io，通过这些 exporter 基本可以覆盖80%的监控需求，依然有小部分需要通过自定义脚本或者定制、修改社区exporter实现。本文我们将学习如何通过go编写一个简单的expoter用于暴露OS的负载。
要实现的三个load指标如下：
exporter的核心是http服务，对外暴露exporter本身运行时指标和监控信息。我们可以直接通过net/http暴力实现，更好的方式是使用Prometheus 官方提供的client library 来简化一部分工作。
client library官方支持语言：
也有社区支持的其他语言库如C、C++、PHP等
获取数据源
在使用client library暴露数据之前，我们得先找到数据源，以linux为例要获取系统负载我们可以读取/proc目录下的loadavg文件。涉及到各类操作系统指标的获取可以参考官方的node-exporter，这里我们给他写成load包，等会直接调用GetLoad()就能拿到数据了。
package collect
import (
"fmt"
"io/ioutil"
"strconv"
"strings"
)
// The path of the proc filesystem.
var procPath = "/proc/loadavg"
// Read loadavg from /proc.
func GetLoad() (loads []float64, err error) {
data, err := ioutil.ReadFile(procPath)
if err != nil {
return nil, err
}
loads, err = parseLoad(string(data))
if err != nil {
return nil, err
}
return loads, nil
}
// Parse /proc loadavg and return 1m, 5m and 15m.
func parseLoad(data string) (loads []float64, err error) {
loads = make([]float64, 3)
parts := strings.Fields(data)
if len(parts) < 3 {
return nil, fmt.Errorf("unexpected content in %s", procPath)
}
for i, load := range parts[0:3] {
loads[i], err = strconv.ParseFloat(load, 64)
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("could not parse load '%s': %w", load, err)
}
}
return loads, nil
}
通过client_golang暴露指标
开通我们提到exporter要暴露的指标包含两部分，一是本身的运行时信息，另一个监控的metrics。而运行时信息client_golang已经帮我们实现了，我们要做的是通过client_golang包将监控数据转换为metrics后再暴露出来。
一个最基础使用client_golang包示例如下：
package main
import (
"net/http"
"github.com/prometheus/client_golang/prometheus/promhttp"
)
func main() {
http.Handle("/metrics", promhttp.Handler())
http.ListenAndServe(":2112", nil)
}
promhttp.Handler()封装了本身的 go 运行时 metrics，并按照metircs后接value的格式在前端输出。
当我们访问2112端口的metrics路径时得到如下数据：
# HELP go_gc_duration_seconds A summary of the pause duration of garbage collection cycles.
# TYPE go_gc_duration_seconds summary
go_gc_duration_seconds{quantile="0"} 0
go_gc_duration_seconds{quantile="0.25"} 0
go_gc_duration_seconds{quantile="0.5"} 0
go_gc_duration_seconds{quantile="0.75"} 0
go_gc_duration_seconds{quantile="1"} 0
go_gc_duration_seconds_sum 0
go_gc_duration_seconds_count 0
# HELP go_goroutines Number of goroutines that currently exist.
# TYPE go_goroutines gauge
go_goroutines 7
# HELP go_info Information about the Go environment.
# TYPE go_info gauge
go_info{version="go1.15.14"} 1
# HELP go_memstats_alloc_bytes Number of bytes allocated and still in use.
# TYPE go_memstats_alloc_bytes gauge
...
如何暴露自定义metrics呢？
先看如下的示例：
package main
import (
"net/http"
"time"
"log"
"github.com/prometheus/client_golang/prometheus"
"github.com/prometheus/client_golang/prometheus/promhttp"
)
func recordMetrics() {
go func() {
for {
opsProcessed.Inc()
time.Sleep(2 * time.Second)
}
}()
}
var (
opsProcessed = prometheus.NewCounter(prometheus.CounterOpts{
Namespace: "myapp",
Name: "processed_ops_total",
Help: "The total number of processed events",
})
)
func main() {
prometheus.MustRegister(opsProcessed)
recordMetrics()
http.Handle("/metrics", promhttp.Handler())
log.Print("export /metrics on port :8085")
http.ListenAndServe(":8085", nil)
}
示例来自于官方仓库，做了稍加修改。可以看到使用NewCounter方法可以很快地帮我们创建一个Prometheus Counter数据类型实例。
Counter接口的定义包含了Counter本身的特性-只能增加即Inc和Add，同时还包含Meterics、Collector接口
Collector还包含2个方法，待会我们写自己的Collector时需要实现这两个方法。
type Collector interface {
Describe(chan<- *Desc)
Collect(chan<- Metric)
}
CounterOpts 来源于metrics.go 的Ops结构体定义了构成metrics的基本结构。
接着将opsProcessed这个Counter进行注册，所谓注册也就是让Handler跟踪这个Counter中的metircs和collector
运行后，访问/metircs可以看到自定义指标myapp_processed_ops_total通过定时的Inc()调用来更新value
# HELP myapp_processed_ops_total The total number of processed events
# TYPE myapp_processed_ops_total counter
myapp_processed_ops_total 15
下面我们通过自定义collector实现一个简易的exporter
目录结构如下：
# tree .
.
├── collect
│ ├── collector.go
│ └── loadavg.go
├── go.mod
├── go.sum
└── main.go
loadavg.go即上面的获取数据源。
collector.go如下：
package collect
import (
"log"
"github.com/prometheus/client_golang/prometheus"
)
var namespace = "node"
type loadavgCollector struct {
metrics []typedDesc
}
type typedDesc struct {
desc *prometheus.Desc
valueType prometheus.ValueType
}
func NewloadavgCollector() *loadavgCollector {
return &loadavgCollector{
metrics: []typedDesc{
{prometheus.NewDesc(namespace+"_load1", "1m load average.", nil, nil), prometheus.GaugeValue},
{prometheus.NewDesc(namespace+"_load5", "5m load average.", , nil), prometheus.GaugeValue},
{prometheus.NewDesc(namespace+"_load15", "15m load average.", nil, nil), prometheus.GaugeValue},
},
}
}
//Each and every collector must implement the Describe function.
//It essentially writes all descriptors to the prometheus desc channel.
func (collector *loadavgCollector) Describe(ch chan<- *prometheus.Desc) {
//Update this section with the each metric you create for a given collector
ch <- collector.metrics[1].desc
}
//Collect implements required collect function for all promehteus collectors
func (collector *loadavgCollector) Collect(ch chan<- prometheus.Metric) {
//Implement logic here to determine proper metric value to return to prometheus
//for each descriptor or call other functions that do so.
loads, err := GetLoad()
if err != nil {
log.Print("get loadavg error: ", err)
}
//Write latest value for each metric in the prometheus metric channel.
//Note that you can pass CounterValue, GaugeValue, or UntypedValue types here.
for i, load := range loads {
ch <- prometheus.MustNewConstMetric(collector.metrics[i].desc, prometheus.GaugeValue, load)
}
}
collector中每一个要暴露的metrics都需要包含一个metrics描述即desc，都需要符合prometheus.Desc结构，我们可以直接使用NewDesc来创建。这里我们创建了三个metircs_name分别为node_load1、node_load5、node_15以及相应的描述，也可以加上对应的label。
接着实现collector的两个方法Describe、Collect分别写入对应的发送channel，其中prometheus.Metric的通道传入的值还包括三个load的value
最后在主函数中注册collector
prometheus.MustRegister(collect.NewloadavgCollector())
在Prometheus每个请求周期到达时都会使用GetLoad()获取数据，转换为metircs，发送给Metrics通道，http Handler处理和返回。
实现一个指标丰富、可靠性高的exporter感觉还是有一些困难的，需要对Go的一些特性以及Prometheus client包有较深入的了解。本文是对exporter编写的简单尝试，如实现逻辑、方式或理解不准确可参考开源exporter和官方文档。
文章涉及代码可查看：exporter
通过博客阅读：iqsing.github.io
