C# 应用程序监控：从 A 到 Z 的指标与告警

引言：为什么监控对 C# 应用程序至关重要

在现代软件开发中，编写代码只是工作的一半。为了确保应用程序稳定、快速且可预测地运行，持续监控是必不可少的。对于常用于高负载企业系统、银行业、电子商务和云服务的 C# (.NET) 应用程序而言，监控不仅仅是一个选项，而是一项强制性要求。

没有监控，您将盲目工作：内存泄漏直到服务器崩溃才被发现，慢请求不断累积，用户流失到竞争对手那里。在本文中，我们将详细介绍为 C# 应用程序配置可观测性 (observability) 的完整流程：从收集基本指标到配置实时智能告警。

1. 监控基础：在 .NET 中应收集哪些指标

在配置工具之前，了解哪些指标对 C# 应用程序真正重要至关重要。我们将它们分为三组：

1.1. 系统指标（基础设施层面）

• CPU 和内存 — dotnet 进程的处理器负载和内存消耗。
• GC（垃圾回收） — 垃圾回收的频率和持续时间，堆大小（Gen0、Gen1、Gen2、LOH）。
• 线程池 — 活动、空闲和等待线程的数量。
• 磁盘 I/O 和网络 — 磁盘读写、网络连接。

1.2. 业务指标（应用程序层面）

• 请求速率 — 每秒请求数 (RPS)。
• 延迟 — 响应时间（p50、p95、p99 百分位）。
• 错误率 — 4xx 和 5xx 错误的百分比。
• 活跃用户 — 同时工作的用户数量。

1.3. .NET 运行时指标

• JIT 编译 — 方法编译时间。
• 程序集加载 — 已加载程序集的数量。
• 异常 — 每秒抛出的异常数量。

在 .NET 中，收集这些指标可以使用强大的工具——System.Diagnostics.Metrics（自 .NET 6+ 起的内置 API）和 OpenTelemetry 库。

2. 使用 OpenTelemetry 和 Prometheus 配置指标收集

组织 C# 应用程序监控的最佳方式是使用 OpenTelemetry（指标收集）+ Prometheus（存储）+ Grafana（可视化）的组合。让我们逐步进行配置。

2.1. 安装 NuGet 包

将以下包添加到项目中：

dotnet add package OpenTelemetry.Extensions.Hostingdotnet add package OpenTelemetry.Exporter.Prometheus.AspNetCoredotnet add package OpenTelemetry.Instrumentation.AspNetCoredotnet add package OpenTelemetry.Instrumentation.Runtime

2.2. 在 Program.cs 中进行配置

配置 OpenTelemetry 以自动收集 ASP.NET Core 和 .NET Runtime 的指标：

using OpenTelemetry.Metrics;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

builder.Services.AddOpenTelemetry()    .WithMetrics(metrics => metrics        .AddAspNetCoreInstrumentation() // HTTP 请求指标        .AddRuntimeInstrumentation()    // GC、JIT、ThreadPool 指标        .AddPrometheusExporter());      // 导出到 Prometheus

var app = builder.Build();

app.UseOpenTelemetryPrometheusScrapingEndpoint(); // /metrics 端点

app.Run();

现在，在 http://localhost:5000/metrics 地址上，将提供一个 Prometheus 格式的指标端点。

2.3. 创建自定义指标

让我们添加一个业务指标——已处理订单的计数器：

public class OrderMetrics\