技术实践丨Prometheus+Grafana搭建HBase监控仪表盘

简介

● HBase是一个分布式的、面向列的开源数据库，开源版本默认提供了展示集群信息的UI，可以显示集群的实时信息，包括jmx，但是维护HBase只靠实时信息还不够，我们还需要将实时信息汇总起来变成监控图表，这样才能分析集群的运行状态，监控集群并及时发布告警。
● Prometheus 是一个开源的服务监控告警解决方案，同时它自身是一个时间序列数据库，通过收集集群的jmx信息并以时序格式存储起来。
● Grafana是一个开源的数据可视化工具，可以用做监控来展示时序数据并进行统计，并且带有告警的功能，它的官网网站和社区提供了许多主流数据库的Dashboard模板，这些模板都是制作好的一些常用的监控指标，初次使用可以先直接引用。
● 下图展示了这个监控系统的结构

一、搭建准备

● 需要准备如下软件

软件包	用途
prometheus-2.25.2.linux-amd64.tar.gz	prometheus服务端进程
grafana-7.1.5.linux-amd64.tar.gz	grafana服务端进程
jmx_prometheus_javaagent-0.15.0.jar	JMX exporter
mysql-5.7.24-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz	grafana使用的数据库
hbase-1-x_rev1.json	grafana dashboard json模板

● HBase集群准备

这次的监控搭建，因为只作为展示用途，所以HBase使用伪分布式搭建方式在同一个虚拟机上部署了1个Master和2个Region Server，为保证在同一个虚拟机中端口不冲突，两个RS进程的对外端口都设置成不一样。

二、进程安装

1. prometheus的安装

下载prometheus，https://prometheus.io/download/，获得prometheus-2.25.2.linux-amd64.tar.gz

在虚拟机上解压后，进入prometheus目录，配置使用默认。

启动：

​ 直接启动：./prometheus --config.file=prometheus.yml

​ 后台启动：nohup ./prometheus --config.file=prometheus.yml > prometheus.log 2>&1 &

启动后，可以访问http://localhost:9090/graph, 进入prometheus的UI页面，可以看到它的一些信息。

进程关闭方法：

​ 第一种，找到进程号, 执行 kill -TERM <PID>

​ 第二种，curl -X POST http://localhost:9090/-/quit , 具体地址根据实际

2. mysql的准备

Grafana需要用一个数据库，本文使用MySQL作为数据库，这里的安装就不介绍了，可以在网上搜索相关的安装指导，或者使用已有的数据库。

需要为Grafana创建一个库

CREATE DATABASE grafana DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;

3. Grafana的安装

下载Grafana，https://grafana.com/grafana/download，获得grafana-7.1.5.linux-amd64.tar.gz

在虚拟机上解压后，进入grafana/conf目录，新建文件custom.ini，该配置文件配置了依赖的database和grafana文件，日志等路径。 下面作为参考，实际路径根据自己的环境来配置

[paths]
data = /opt/kernel/grafana-7.1.5/data
temp_data_lifetime = 24h
logs = /opt/kernel/grafana-7.1.5/logs
plugins = /opt/kernel/grafana-7.1.5/plugins
provisioning = conf/provisioning

[database]
type = mysql
host = localhost:3306
name = grafana
user = root
password = 123456
url = mysql://root:123456@localhost:3306/grafana

启动:

​ 进入grafana/bin目录

​ 直接启动：./grafana-server

​ 后台启动: nohup ./grafana-server >/dev/null 2>&1 &

初次启动时，会自动去数据库创建grafana相关的表。启动完成后访问http://localhost:3000，端口是3000，默认的账号密码是：admin/admin

4. JMX exporter的安装

1. 下载jmx_prometheus_javaagent-0.15.0.jar，https://mvnrepository.com/artifact/io.prometheus.jmx/jmx_prometheus_javaagent/0.15.0

   将jmx_prometheus_javaagent-0.15.0.jar放入HBase的进程启动的lib目录下

2. 设置HBase的进程启动参数，这里是为了加上JMX exporter的agent，需要所有实例的conf/hbase-env.sh中设置，由于是伪分布式部署，所有进程都在一台服务器上，所以其中的一些端口号都设置为了不一样，如果是分布式部署，端口号可以设置固定。

   export HBASE_JMX_BASE="-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"
   

   其中HMaster的conf/hbase-env.sh中设置

   export HBASE_MASTER_OPTS="$HBASE_MASTER_OPTS $HBASE_JMX_BASE -Dcom.sun.management.jmxremote.port=20101 -javaagent:$HBASE_HOME/lib/jmx_prometheus_javaagent-0.15.0.jar=27000:$HBASE_HOME/conf/hbase_jmx_config.yaml"
   

   在RegionServer1的conf/hbase-env.sh中设置

   export HBASE_REGIONSERVER_OPTS="$HBASE_REGIONSERVER_OPTS $HBASE_JMX_BASE -Dcom.sun.management.jmxremote.port=20102 -javaagent:$HBASE_HOME/lib/jmx_prometheus_javaagent-0.15.0.jar=27001:$HBASE_HOME/conf/hbase_jmx_config.yaml"
   

   在RegionServer2的conf/hbase-env.sh中设置

   export HBASE_REGIONSERVER_OPTS="$HBASE_REGIONSERVER_OPTS $HBASE_JMX_BASE -Dcom.sun.management.jmxremote.port=20103 -javaagent:$HBASE_HOME/lib/jmx_prometheus_javaagent-0.15.0.jar=27002:$HBASE_HOME/conf/hbase_jmx_config.yaml"
   

   设置完后，Master的jmx agent端口是27000，RS1是27001，RS2的端口是27002

3. 配置hbase_jmx_config.yaml

   在hbase/conf目录下创建hbase_jmx_config.yaml，写入配置内容，提取指定的jmx指标

   • ---
     lowercaseOutputName: true
     lowercaseOutputLabelNames: true
     rules:
     
     - pattern: Hadoop<service=HBase, name=RegionServer, sub=Regions><>Namespace_([^\W_]+)_table_([^\W_]+)_region_([^\W_]+)_metric_(\w+)
       name: HBase_metric_$4
       labels:
         namespace: "$1"
         table: "$2"
         region: "$3"
     - pattern: Hadoop<service=(\w+), name=(\w+), sub=(\w+)><>([\w._]+)
       name: hadoop_$1_$4
       labels:
         "name": "$2"
         "sub": "$3"
     - pattern: .+
     

4. 启动HBase进程，启动后可以根据jmx agent的IP和端口访问metrics的url来判断是否生效，例如curl http://localhost:27000/metrics，
   

三、配置prometheus和grafana

1. prometheus上配置Job

在prometheus/prometheus.yml中增加一个job，来指定HBase的集群的JMX exporter， 在scrape_configs下增加如下配置

- job_name: 'dist-hbase'
# metrics_path defaults to '/metrics'
# scheme defaults to 'http'.

static_configs:
- targets: ['localhost:27000','localhost:27001','localhost:27002']

可以重启prometheus生效，也可以使用prometheus 的reload功能来激活

方法1：send SIGHUP signal

kill -HUP <pid>

方法2：send a HTTP POST to the Prometheus web server

用这种方式需要开启web.enable-lifecycle配置参数
/prometheus --config.file=prometheus.yml --web.enable-lifecycle
发送reload命令来加载
curl -X POST http://localhost:9090/-/reload

生效后，通过查看prometheus UI上的target可以确认是否有收集成功，State为UP即为成功

2. grafana上配置datasource

进入grafana的UI，点击Configuration->DataSource->Add data source，添加Prometheus

配置Prometheus的地址，保存

3. Grafana上配置Dashboard

下载模板，https://grafana.com/grafana/dashboards/12722/revisions，得到"hbase-1-x_rev1.json"文件

点击Dashboards-Manage->Import，导入下载的"hbase-1-x_rev1.json"文件内容

在后一个选项中，输入新建仪表盘的名字，以及选择数据来源Prometheus，导入后监控仪表盘就生成了

仪表盘展示

本文参考资料:
https://godatadriven.com/blog/monitoring-hbase-with-prometheus/
https://www.cnblogs.com/caoweixiong/p/12111035.html
https://www.cnblogs.com/caoweixiong/p/12111243.html
https://www.cnblogs.com/caoweixiong/p/12736710.html