Prometheus Metriken in Go (Golang): Kompletter Leitfaden für Monitoring

Prometheus Metriken in Go (Golang): Kompletter Leitfaden

Prometheus ist ein Open-Source-Monitoring-System, das sich zum De-facto-Standard für die Erfassung und Analyse von Metriken in modernen Microservice-Architekturen entwickelt hat. Im Go-Ökosystem (Golang) bietet die Bibliothek prometheus/client_golang ein leistungsstarkes und flexibles Toolkit zur Instrumentierung von Anwendungen. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie Prometheus-Metriken in Ihre Go-Anwendung einbinden, HTTP-Endpunkte konfigurieren und eigene Metriktypen erstellen.

Installation und Einrichtung

Zunächst müssen Sie den offiziellen Prometheus-Client für Go installieren:

go get github.com/prometheus/client_golang/prometheus
go get github.com/prometheus/client_golang/prometheus/promhttp

Die erste Bibliothek stellt den Kern zum Erstellen und Registrieren von Metriken bereit, die zweite einen fertigen HTTP-Handler für den Endpunkt /metrics.

Basistypen von Prometheus-Metriken

Prometheus unterstützt vier grundlegende Metriktypen, die jeweils für bestimmte Aufgaben optimiert sind:

• Counter (Zähler) — ein monoton steigender Wert. Ideal zum Zählen von Anfragen, Fehlern oder abgeschlossenen Aufgaben.
• Gauge (Messer) — ein Wert, der sowohl steigen als auch fallen kann. Wird für aktuelle Temperaturen, Anzahl aktiver Verbindungen oder Warteschlangengrößen verwendet.
• Histogram (Histogramm) — sammelt Beobachtungen (z. B. Antwortzeiten) und gruppiert sie in konfigurierbare "Buckets". Ermöglicht die Berechnung von Quantilen.
• Summary (Zusammenfassung) — ähnlich wie ein Histogramm, berechnet Quantile jedoch auf Anwendungsebene. Empfohlen, wenn Quantile für die Geschäftslogik kritisch sind.

Praktisches Beispiel: HTTP-Server mit Metriken

Wir erstellen eine einfache Webanwendung, die die Anzahl der Anfragen, deren Dauer und die aktuell aktiven Verbindungen erfasst.

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    "time"

    "github.com/prometheus/client_golang/prometheus"
    "github.com/prometheus/client_golang/prometheus/promhttp"
)

var (
    // Anfragenzähler mit Labels "method" und "endpoint"
    requestCounter = prometheus.NewCounterVec(
        prometheus.CounterOpts{
            Name: "http_requests_total",
            Help: "Gesamtzahl der HTTP-Anfragen",
        },
        []string{"method", "endpoint"},
    )

    // Histogramm für die Anfragedauer
    requestDuration = prometheus.NewHistogramVec(
        prometheus.HistogramOpts{
            Name:    "http_request_duration_seconds",
            Help:    "Histogramm der Anfragedauer in Sekunden",
            Buckets: prometheus.DefBuckets, // [0.005, 0.01, 0.025, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, 1, 2.5, 5, 10]
        },
        []string{"method", "endpoint"},
    )

    // Messer für aktive Verbindungen
    activeConnections = prometheus.NewGauge(
        prometheus.GaugeOpts{
            Name: "http_active_connections",
            Help: "Aktuelle Anzahl aktiver Verbindungen",
        },
    )
)

func init() {
    // Metriken im Prometheus-Register registrieren
    prometheus.MustRegister(requestCounter)
    prometheus.MustRegister(requestDuration)
    prometheus.MustRegister(activeConnections)
}

// Middleware umschließt jede HTTP-Anfrage zur Metrikerfassung
func metricsMiddleware(next http.Handler) http.Handler {
    return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        // Zähler für aktive Verbindungen erhöhen
        activeConnections.Inc()
        defer activeConnections.Dec()

        start := time.Now()
        next.ServeHTTP(w, r)
        duration := time.Since(start).Seconds()

        // Metriken für die Anfrage erfassen
        requestCounter.WithLabelValues(r.Method, r.URL.Path).Inc()
        requestDuration.WithLabelValues(r.Method, r.URL.