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日志记录和监控是微服务架构中默默无闻的英雄。它们就像后台工作人员，确保演出顺利进行，让你能够了解整个系统的性能和行为。在微服务的世界中，几十个服务在不同的主机和容器上嗡嗡作响，如果你想要保持可靠性、性能和安全性，有效的日志记录和监控是不可协商的。这些实践是帮助团队及早发现问题、高效解决问题并基于实时数据做出明智决策的关键。

理解日志记录和监控

定义

日志记录:把日志记录想象成你微服务环境的日记。每当触发事件、错误或重要交易时，都会记录一条记录。当事情出错时，这很有用，因为虽然微服务提供了厚厚的抽象云，但你的日志提供了关于微服务环境中发生情况的丰富、法医级别的描述。

监控:监控是你基础设施的白手套门卫；它测量应用程序内部发生的一切的性能和健康状况。当出现问题时，它会发出警报并记录指标，以确保一切都在可接受的范围内运行。这是防止你着火的工具——当火灾不可避免地发生时，它会扑灭这些火灾。

原理

在微服务中，服务分布在主机、容器甚至各大洲上，很难知道不同服务之间发生了什么。这就是日志记录和监控变得不可或缺的地方，它们提供了了解底层发生情况所需的可见性。它们使你能够在用户之前发现问题并在它们变成灾难之前修复它们。现在我们有了一些背景知识，我们可以更深入地探讨如何使用日志记录和监控以及最佳实践来充分利用它们。图 1 展示了一个集中式日志系统，其中来自多个应用服务器的日志在Logstash中被聚合、处理和转换。之后，它们可以存储、索引并在Elasticsearch中搜索，因此日志数据可以高效地存储和检索。最后，可以使用Kibana完成，这是一个用于分析、可视化和监控日志的工具，这样你就可以看到你的系统行为和问题所在。这允许你将所有日志保存在一个地方。这对故障排除很有用，因为它可以帮助团队找出系统出了什么问题，监控系统健康状况，并做出数据驱动的决策。我们将在表 1 中探讨微服务中日志记录和跟踪的重要性，然后在表 2 中了解其好处。

表 1 微服务中日志记录和监控的重要性

在微服务中实现日志记录

集中式日志记录：在微服务世界中，日志可能很快变成分散的拼图——数据片段在不同的服务和主机间漂浮。集中式日志记录介入，将所有这些片段收集到一个整洁的地方，使搜索、分析和理解变得容易得多。你不必在多个位置之间跳转，而是有一个中央存储库来破解任何bug或性能问题。

最佳实践

使用ELK堆栈（Elasticsearch、Logstash、Kibana）或Graylog等集中式日志记录解决方案。实施日志传输器（如Filebeat或Fluentd）来收集和转发日志到中央存储库。以一致的格式（如JSON）构建日志以促进分析。

日志聚合和分析：聚合和分析日志帮助团队识别模式、检测异常并深入了解系统行为。

最佳实践

使用日志聚合工具将来自各种来源的所有日志汇集到单个存储库中。利用分析工具过滤、搜索和可视化你的日志以获得更深入的见解。创建仪表板来关注关键指标和趋势，这样你总能领先于潜在问题一步。

构建日志数据：日志的有用性取决于其可读性。结构化日志——以一致的机器可读格式编写的日志——使分析变得更加容易。通过结构化日志记录，你不会浪费时间解读非结构化的、分散的数据片段。

最佳实践

使用标准化的日志格式（再次强调，JSON效果很好）。添加相关元数据，如时间戳、服务名称或请求ID，为每个日志条目提供上下文。坚持使用标准化的日志级别，如DEBUG、INFO、WARN和ERROR，以清楚地指示事件的严重性。

日志记录最佳实践

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记录上下文信息：在日志条目中添加请求ID、用户ID或其他上下文线索，使跨服务连接点更容易。避免记录敏感数据：将密码和个人数据等信息排除在日志之外，以避免隐私问题并遵守法规。实施日志轮换：通过设置日志轮换策略自动管理日志大小来防止存储膨胀。微服务中的日志记录不仅仅是存储数据——它是给你的团队提供工具来理解复杂、分布式环境。

在微服务中实现监控

指标收集：指标收集就像给你的系统戴上心率监测器和血氧饱和度监测器，或者把它放在当地健身房的椅子上，在你自己的手腕上戴上另一个心率监测器。你想知道CPU使用率、内存消耗、响应时间和错误率。你想知道你的服务在告诉你它们的表现如何。简而言之，你的服务有一个Fitbit。

最佳实践

你可以使用Prometheus、Grafana或Datadog等工具来监控和可视化指标——相当于给你的系统做一次全面体检。对你的服务进行仪器化，使所有重要指标都暴露出来（通过API或导出器），这样就不会遗漏任何东西。获取服务级、主机级和容器级指标，以获得底层发生情况的360度视角。

警报和通知：警报反过来在你的服务上设置烟雾报警系统。当出现问题时，你想知道并尽快知道——在事情烧毁之前。通过正确配置警报规则，你可以在问题发生之前领先一步。

最佳实践

基于重要指标（如CPU峰值或高错误率）创建智能警报规则，这样你只在必要时收到警报（而不是每五分钟一次）。使用警报工具通过你喜爱的渠道（电子邮件、短信、Slack）发送通知。制定升级策略，这样关键警报就不会因为，来吧，谁不想成为抓住大鱼的英雄呢？

分布式跟踪：分布式跟踪让你深入了解请求从一个服务跳到另一个服务时发生的情况，提供请求流的全面视图，识别热点和故障原因。这是微服务的GPS。

最佳实践

使用Jaeger或Zipkin等工具跟踪所有数据，你将获得服务内部发生情况的X光片。确保每个服务为每个请求生成某种形式的跟踪信息，如跟踪ID或跨度，这样你就能跟随线索。可视化跟踪数据以查看请求采取的整个路径，并找到过程中性能损失的地方。

表 2 微服务中日志记录和监控的好处

挑战和考虑因素

管理数据量：微服务也是数据生成机器。在每个聊天、搜索或个人资料请求的背后，都有数十个日志和指标在毫秒间生成和收集。为了避免成为自己系统中的数据囚徒，创建日志轮换系统、设置保留策略并以良好的方式存储日志至关重要。称之为聚会后的清理：你不能从消防水带上喝水，但你可以从一个收集数据。

确保一致性：跨多个服务记录日志最棘手的部分之一是让每个人都保持一致。不同的团队、不同的服务、不同的格式——它可能很快变成一团糟。标准化你的日志格式和监控实践有助于保持一致性，这样你就不会陷入试图用不匹配的拼图块拼凑拼图的困境。

平衡开销：日志记录和监控是必不可少的，但它们有成本。它们占用资源并导致延迟。诀窍是找到恰到好处的可见性，这样你就不会拖慢你的系统。这就像戴上镜子。这很棒，但如果它让你失去速度就不行了。

保护日志数据：日志可能会无意中成为敏感数据的真正宝库——密码、用户信息和其他黑帽黑客愿意出高价获取的好东西。因此，给日志适当的关爱意味着不惜一切代价保护它们。加密它们，用访问控制锁定它们，并确保它们符合数据保护法规。日志是资产，不是负债。

总结

日志记录和监控是蓬勃发展的微服务架构的生命线。你使用它们来了解分布式系统日志中发生的情况，收集有意义的指标，设置自动警报，并利用分布式跟踪；你的微服务将平稳、安全和高效地运行。游戏的名称是积极主动：在问题失控之前检测它们，像专业人士一样进行故障排除，并基于实时数据做出更明智的决策。坚持最佳实践，你的微服务将成为一组有弹性、可扩展和面向未来的服务。

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