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あなたのSpring REST APIのメトリクス

1概要

このチュートリアルでは、 基本メトリックをSpring REST API に統合します。

最初に単純なサーブレットフィルタを使用し、次にSpring Boot Actuatorを使用してメトリック機能を構築します。

2 web.xml

まず、アプリの web.xml にフィルタ「 MetricFilter 」を登録します。 

<filter>
    <filter-name>metricFilter</filter-name>
    <filter-class>org.baeldung.web.metric.MetricFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>metricFilter</filter-name>
    <url-pattern>/** </url-pattern>
</filter-mapping>

フィルタをマッピングして、着信するすべての要求をカバーする方法に注意してください - "/** " - もちろん、これは完全に設定可能です。

3サーブレットフィルタ

それでは、カスタムフィルタを作成しましょう。 

public class MetricFilter implements Filter {

    private MetricService metricService;

    @Override
    public void init(FilterConfig config) throws ServletException {
        metricService = (MetricService) WebApplicationContextUtils
         .getRequiredWebApplicationContext(config.getServletContext())
         .getBean("metricService");
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
      throws java.io.IOException, ServletException {
        HttpServletRequest httpRequest = ((HttpServletRequest) request);
        String req = httpRequest.getMethod() + " " + httpRequest.getRequestURI();

        chain.doFilter(request, response);

        int status = ((HttpServletResponse) response).getStatus();
        metricService.increaseCount(req, status);
    }
}

このフィルタは標準のBeanではないため、 metricService をインジェクトするのではなく、 ServletContext を介して手動で取得します。

また、ここで doFilter APIを呼び出して、フィルタチェーンの実行を継続していることにも注意してください。

4メトリクス - ステータスコードの数

次に、簡単な MetricService を見てみましょう。 

@Service
public class MetricService {

    private ConcurrentMap<Integer, Integer> statusMetric;

    public MetricService() {
        statusMetric = new ConcurrentHashMap<Integer, Integer>();
    }

    public void increaseCount(String request, int status) {
        Integer statusCount = statusMetric.get(status);
        if (statusCount == null) {
            statusMetric.put(status, 1);
        } else {
            statusMetric.put(status, statusCount + 1);
        }
    }

    public Map getStatusMetric() {
        return statusMetric;
    }
}

各タイプのHTTPステータスコードのカウントを保持するために、インメモリ ConcurrentMap を使用しています。

この基本的な指標を表示するために、それを Controller メソッドにマッピングします。 

@RequestMapping(value = "/status-metric", method = RequestMethod.GET)
@ResponseBody
public Map getStatusMetric() {
    return metricService.getStatusMetric();
}

そして、これがサンプルのレスポンスです。 

{
    "404":1,
    "200":6,
    "409":1
}

5メトリクス - 依頼別ステータスコード

次に - リクエストによるカウント数** の測定基準を記録しましょう。 

@Service
public class MetricService {

    private ConcurrentMap<String, ConcurrentHashMap<Integer, Integer>> metricMap;

    public void increaseCount(String request, int status) {
        ConcurrentHashMap<Integer, Integer> statusMap = metricMap.get(request);
        if (statusMap == null) {
            statusMap = new ConcurrentHashMap<Integer, Integer>();
        }

        Integer count = statusMap.get(status);
        if (count == null) {
            count = 1;
        } else {
            count++;
        }
        statusMap.put(status, count);
        metricMap.put(request, statusMap);
    }

    public Map getFullMetric() {
        return metricMap;
    }
}

APIを介して測定結果を表示します。 

@RequestMapping(value = "/metric", method = RequestMethod.GET)
@ResponseBody
public Map getMetric() {
    return metricService.getFullMetric();
}

これらの指標は次のようになります。 

{
    "GET/users":
    {
        "200":6,
        "409":1
    },
    "GET/users/1":
    {
        "404":1
    }
}

上記の例によると、APIは以下のアクティビティを持ちます。

  • 「7」は「GET /users 」を要求します。

  • それらの「6」は「200」ステータスコード応答をもたらし、1つだけは

“ 409”

6. メートル法 - 時系列データ

全体的なカウントはアプリケーションではいくらか役に立ちますが、システムがかなりの時間稼働している場合 - これらの指標が実際に何を意味するのかわかりにくい

データが意味を成し、容易に解釈されるためには、時間のコンテキストが必要です。

それでは、単純な時間ベースの測定基準を構築しましょう。次のように、ステータスコードのカウントを毎分** 記録します。 

@Service
public class MetricService{

    private ConcurrentMap<String, ConcurrentHashMap<Integer, Integer>> timeMap;
    private static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm");

    public void increaseCount(String request, int status) {
        String time = dateFormat.format(new Date());
        ConcurrentHashMap<Integer, Integer> statusMap = timeMap.get(time);
        if (statusMap == null) {
            statusMap = new ConcurrentHashMap<Integer, Integer>();
        }

        Integer count = statusMap.get(status);
        if (count == null) {
            count = 1;
        } else {
            count++;
        }
        statusMap.put(status, count);
        timeMap.put(time, statusMap);
    }
}

そして getGraphData（） : 

public Object[][]getGraphData() {
    int colCount = statusMetric.keySet().size() + 1;
    Set<Integer> allStatus = statusMetric.keySet();
    int rowCount = timeMap.keySet().size() + 1;
    Object[][]result = new Object[rowCount][colCount];
    result[0][0]= "Time";

    int j = 1;
    for (int status : allStatus) {
        result[0][j]= status;
        j++;
    }
    int i = 1;
    ConcurrentMap<Integer, Integer> tempMap;
    for (Entry<String, ConcurrentHashMap<Integer, Integer>> entry : timeMap.entrySet()) {
        result[i][0]= entry.getKey();
        tempMap = entry.getValue();
        for (j = 1; j < colCount; j++) {
            result[i][j]= tempMap.get(result[0][j]);
            if (result[i][j]== null) {
                result[i][j]= 0;
            }
        }
        i++;
    }

    return result;
}

これをAPIにマッピングします。 

@RequestMapping(value = "/metric-graph-data", method = RequestMethod.GET)
@ResponseBody
public Object[][]getMetricData() {
    return metricService.getGraphData();
}

そして最後に、Google Chartを使ってそれを説明します。 

<html>
<head>
<title>Metric Graph</title>
<script src="http://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.11.2/jquery.min.js"></script>
<script type="text/javascript" src="https://www.google.com/jsapi"></script>
<script type="text/javascript">
google.load("visualization", "1", {packages :["corechart"]});

function drawChart() {
$.get("/metric-graph-data",function(mydata) {
    var data = google.visualization.arrayToDataTable(mydata);
    var options = {title : 'Website Metric',
                   hAxis : {title : 'Time',titleTextStyle : {color : '#333'}},
                   vAxis : {minValue : 0}};

    var chart = new google.visualization.AreaChart(document.getElementById('chart__div'));
    chart.draw(data, options);

});

}
</script>
</head>
<body onload="drawChart()">
    <div id="chart__div" style="width: 900px; height: 500px;"></div>
</body>
</html>

7. Spring Boot Actuator を使う

次のいくつかのセクションでは、Spring BootのActuator機能を利用して、メトリックを紹介します。

まず、 pom.xml にアクチュエータの依存関係を追加する必要があります。 

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

8 MetricFilter

次に、 MetricFilter を実際のSpring Beanに変えることができます。 

@Component
public class MetricFilter implements Filter {

    @Autowired
    private MetricService metricService;

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
      throws java.io.IOException, ServletException {
        chain.doFilter(request, response);

        int status = ((HttpServletResponse) response).getStatus();
        metricService.increaseCount(status);
    }
}

もちろんこれは多少の単純化ですが、以前は手動で行われていた依存関係の配線を取り除くためにやる価値があります。

9 CounterService を使用する

各ステータスコードの発生回数をカウントするために CounterService を使用しましょう。 

@Service
public class MetricService {

    @Autowired
    private CounterService counter;

    private List<String> statusList;

    public void increaseCount(int status) {
        counter.increment("status." + status);
        if (!statusList.contains("counter.status." + status)) {
            statusList.add("counter.status." + status);
        }
    }
}

10 MetricRepository を使用したメトリクスのエクスポート

次に、 MetricRepository を使用して、メトリックをエクスポートする必要があります。 

@Service
public class MetricService {

    @Autowired
    private MetricRepository repo;

    private List<ArrayList<Integer>> statusMetric;
    private List<String> statusList;

    @Scheduled(fixedDelay = 60000)
    private void exportMetrics() {
        Metric<?> metric;
        ArrayList<Integer> statusCount = new ArrayList<Integer>();
        for (String status : statusList) {
            metric = repo.findOne(status);
            if (metric != null) {
                statusCount.add(metric.getValue().intValue());
                repo.reset(status);
            } else {
                statusCount.add(0);
            }
        }
        statusMetric.add(statusCount);
    }
}

1分あたりのステータスコードのカウント数** を格納していることに注意してください。

11 Spring Boot パブリックメトリック

次のように、独自のフィルタを使用する代わりにSpring Boot PublicMetrics を使用してメトリクスをエクスポートすることもできます。

まず、 毎分のメトリックをエクスポートする というスケジュールされたタスクがあります。 

@Autowired
private MetricReaderPublicMetrics publicMetrics;

private List<ArrayList<Integer>> statusMetricsByMinute;
private List<String> statusList;
private static final SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm");

@Scheduled(fixedDelay = 60000)
private void exportMetrics() {
    ArrayList<Integer> lastMinuteStatuses = initializeStatuses(statusList.size());
    for (Metric<?> counterMetric : publicMetrics.metrics()) {
        updateMetrics(counterMetric, lastMinuteStatuses);
    }
    statusMetricsByMinute.add(lastMinuteStatuses);
}

もちろん、HTTPステータスコードのリストを初期化する必要があります。 

private ArrayList<Integer> initializeStatuses(int size) {
    ArrayList<Integer> counterList = new ArrayList<Integer>();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        counterList.add(0);
    }
    return counterList;
}

そして、実際にメトリックを status code count で更新します。 

private void updateMetrics(Metric<?> counterMetric, ArrayList<Integer> statusCount) {
    String status = "";
    int index = -1;
    int oldCount = 0;

    if (counterMetric.getName().contains("counter.status.")) {
        status = counterMetric.getName().substring(15, 18);//example 404, 200
        appendStatusIfNotExist(status, statusCount);
        index = statusList.indexOf(status);
        oldCount = statusCount.get(index) == null ? 0 : statusCount.get(index);
        statusCount.set(index, counterMetric.getValue().intValue() + oldCount);
    }
}

private void appendStatusIfNotExist(String status, ArrayList<Integer> statusCount) {
    if (!statusList.contains(status)) {
        statusList.add(status);
        statusCount.add(0);
    }
}

ご了承ください:

  • PublicMetics ステータスカウンタの名前は「 counter.status 」で始まります。

例“ counter.status.200.root ” ** 私達は私達のリストに1分あたりのステータスカウントの記録をつけています

statusMetricsByMinute

以下のように、収集したデータをエクスポートして グラフ に描画できます。 

public Object[][]getGraphData() {
    Date current = new Date();
    int colCount = statusList.size() + 1;
    int rowCount = statusMetricsByMinute.size() + 1;
    Object[][]result = new Object[rowCount][colCount];
    result[0][0]= "Time";
    int j = 1;

    for (String status : statusList) {
        result[0][j]= status;
        j++;
    }

    for (int i = 1; i < rowCount; i++) {
        result[i][0]= dateFormat.format(
          new Date(current.getTime() - (60000 **  (rowCount - i))));
    }

    List<Integer> minuteOfStatuses;
    List<Integer> last = new ArrayList<Integer>();

    for (int i = 1; i < rowCount; i++) {
        minuteOfStatuses = statusMetricsByMinute.get(i - 1);
        for (j = 1; j <= minuteOfStatuses.size(); j++) {
            result[i][j]=
              minuteOfStatuses.get(j - 1) - (last.size() >= j ? last.get(j - 1) : 0);
        }
        while (j < colCount) {
            result[i][j]= 0;
            j++;
        }
        last = minuteOfStatuses;
    }
    return result;
}

12. メトリックを使ってグラフを描く

最後に、これらの指標を2次元配列で表現しましょう。そうすれば、グラフ化できます。 

public Object[][]getGraphData() {
    Date current = new Date();
    int colCount = statusList.size() + 1;
    int rowCount = statusMetric.size() + 1;
    Object[][]result = new Object[rowCount][colCount];
    result[0][0]= "Time";

    int j = 1;
    for (String status : statusList) {
        result[0][j]= status;
        j++;
    }

    ArrayList<Integer> temp;
    for (int i = 1; i < rowCount; i++) {
        temp = statusMetric.get(i - 1);
        result[i][0]= dateFormat.format
          (new Date(current.getTime() - (60000 **  (rowCount - i))));
        for (j = 1; j <= temp.size(); j++) {
            result[i][j]= temp.get(j - 1);
        }
        while (j < colCount) {
            result[i][j]= 0;
            j++;
        }
    }

    return result;
}

そして、これが私たちのコントローラメソッド getMetricData（） です: 

@RequestMapping(value = "/metric-graph-data", method = RequestMethod.GET)
@ResponseBody
public Object[][]getMetricData() {
    return metricService.getGraphData();
}

そして、これがサンプルのレスポンスです。 

----[   ["Time","counter.status.302","counter.status.200","counter.status.304"],
   ["2015-03-26 19:59",3,12,7],
   ["2015-03-26 20:00",0,4,1]]----

13. 結論

この記事では、Spring Webアプリケーションにいくつかの基本的なメトリック機能を構築するための簡単な方法をいくつか探りました。

カウンターは** スレッドセーフではないことに注意してください - したがって、それらはアトミックナンバーのようなものを使わなければ正確ではないかもしれません。デルタを小さくし、100％の精度を目標とするのではなく、むしろ傾向を早期に見極めることが目的だからです。

HTTPメトリックをアプリケーションに記録するためのより成熟した方法はもちろんありますが、これは本格的なツールの複雑さを増すことなくそれを行うための単純で軽量かつ超便利な方法です。

この記事の 完全な実装 はhttps://github.com/eugenp/tutorials/tree/master/spring-rest-full[GitHubプロジェクト]にあります - これはMavenベースのプロジェクトです。そのままインポートして実行するのは簡単です。

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