Integração de métricas Prometheus em aplicações C++: biblioteca prometheus-cpp

Biblioteca prometheus-cpp: Coleta de métricas Prometheus em aplicações C++

No desenvolvimento moderno de software, o monitoramento do estado das aplicações desempenha um papel crítico. Prometheus é um sistema de monitoramento e alerta de código aberto que coleta métricas de alvos através de endpoints HTTP. Para integrar o Prometheus em projetos C++, existe uma biblioteca poderosa e flexível chamada prometheus-cpp. Ela permite que desenvolvedores adicionem facilmente a coleta de métricas (contadores, medidores, histogramas) ao seu código e as exportem em um formato compreensível pelo servidor Prometheus.

O que é prometheus-cpp?

prometheus-cpp é uma biblioteca cliente para Prometheus, escrita em C++17. Ela fornece todas as ferramentas necessárias para criar, atualizar e exportar métricas. A biblioteca suporta três tipos principais de métricas, definidos no modelo de dados do Prometheus:

• Counter (contador) — um valor monotonicamente crescente (por exemplo, número de requisições, erros, tarefas concluídas).
• Gauge (medidor) — um valor que pode aumentar e diminuir arbitrariamente (por exemplo, temperatura atual, número de conexões ativas).
• Histogram (histograma) — distribuição de valores em intervalos predefinidos (por exemplo, tempo de execução de uma requisição).

Além disso, são suportados Summary (quantis) e Family (grupos de métricas do mesmo tipo com diferentes rótulos).

Instalação e configuração

A biblioteca é distribuída através de gerenciadores de pacotes (vcpkg, Conan) ou compilada a partir do código-fonte. Exemplo de instalação via vcpkg:

vcpkg install prometheus-cpp

Após a instalação, no arquivo CMakeLists.txt, é necessário conectar a biblioteca:

find_package(prometheus-cpp CONFIG REQUIRED)target_link_libraries(your_target PRIVATE prometheus-cpp::push prometheus-cpp::pull prometheus-cpp::core)

Aqui, push é usado para enviar métricas para o Pushgateway, pull para criar um servidor HTTP do qual o Prometheus coletará as métricas, e core contém as classes principais (Registry, Counter, Gauge, Histogram).

Exemplo de uso: Servidor HTTP para coleta de métricas

Vamos considerar um exemplo simples que cria um servidor HTTP na porta 8080, que fornece métricas no formato Prometheus. Para trabalhar com HTTP, é usado o mecanismo embutido na biblioteca baseado em simple-web-server ou libmicrohttpd.

#include <prometheus/exposer.h>#include <prometheus/registry.h>#include <prometheus/counter.h>#include <prometheus/gauge.h>#include <prometheus/histogram.h>#include <thread>#include <chrono>

int main() {    // Cria um servidor HTTP na porta 8080    prometheus::Exposer exposer{"0.0.0.0:8080"};

    // Cria um registro de métricas    auto registry = std::make_shared<prometheus::Registry>();

    // 1. Counter (contador)    auto& counter_family = prometheus::BuildCounter()        .Name("http_requests_total")        .Help("Total number of HTTP requests")        .Register(*registry);

    auto& counter = counter_family.Add({{"method", "GET"}, {"endpoint", "/api"}});

    // 2. Gauge (medidor)    auto& gauge_family = prometheus::BuildGauge()        .Name("memory_usage_bytes")        .Help("Current memory usage in bytes")        .Register(*registry);

    auto& gauge = gauge_family.Add({});

    // 3. Histogram (histograma)    auto& histogram_family = prometheus::BuildHistogram()        .Name("request_duration_seconds")        .Help("Request duration in seconds")        .Buckets({0.1, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0})        .Register(*registry);

    auto& histogram = histogram_family.Add({{"handler", "p