Spring Cloud Gateway 全链路监控与故障自愈实战

在生产环境中,仅实现网关的基础功能远远不够,还需保障 "可观测" 和 "高可用"------ 全链路监控可实时掌握网关运行状态,故障自愈可在服务异常时自动降级 / 重试,避免级联故障。本文结合Micrometer+Prometheus+Grafana实现网关全链路监控,基于Sentinel+Gateway重试机制实现故障自愈,打造高可用、可观测的生产级网关。

一、核心认知:监控与故障自愈的核心目标

1. 全链路监控核心目标

  • 可观测:实时监控网关 QPS、响应时间、错误率、限流次数等核心指标;
  • 可追溯:通过链路 ID(TraceId)追踪单个请求的完整生命周期;
  • 可预警:基于监控指标设置阈值,异常时及时告警。

2. 故障自愈核心目标

  • 重试:临时网络波动时自动重试请求,提升成功率;
  • 熔断:后端服务故障时快速熔断,避免网关持续请求故障服务;
  • 降级:熔断 / 限流时返回友好提示,保障用户体验。

二、实战 1:全链路监控(Micrometer+Prometheus+Grafana)

1. 引入监控依赖

2. 配置监控端点(application.yml)

3. 实现 TraceId 全链路追踪

在基础鉴权过滤器上扩展,添加 TraceId 并写入 MDC(日志上下文):

4. 配置日志输出 TraceId(logback-spring.xml)

5. 对接 Prometheus 与 Grafana

(1)Prometheus 配置(prometheus.yml)
(2)Grafana 可视化
  1. 导入 Gateway 监控面板(推荐 ID:12900,适配 Spring Cloud Gateway);
  2. 配置 Prometheus 数据源,即可看到核心指标:
    • 网关总 QPS、各路由 QPS;
    • 平均响应时间、95%/99% 响应时间;
    • 错误请求数、限流次数;
    • JVM 内存、CPU 使用率。

三、实战 2:故障自愈(重试 + 熔断 + 降级)

1. 配置网关重试机制

针对临时网络波动,自动重试幂等请求(如 GET):

2. 完善 Sentinel 熔断降级

在基础熔断配置上,添加自定义降级响应和异常处理:

3. 配置服务降级兜底接口

当后端服务完全不可用时,网关返回兜底数据,避免返回 500 错误:

在路由中配置降级兜底:

四、核心监控指标与告警阈值

指标名称 采集来源 建议告警阈值
网关 QPS Prometheus 超过单实例最大处理能力的 80%
95% 响应时间 Prometheus > 500ms
错误率 Prometheus > 5%
Sentinel 限流次数 Prometheus/Sentinel 控制台 1 分钟内超过 100 次
JVM 老年代使用率 Prometheus > 90%

五、总结

  1. 全链路监控的核心是 TraceId 追踪 + Prometheus 指标采集 + Grafana 可视化,可实时掌握网关运行状态;
  2. 故障自愈需结合 "重试(临时故障)+ 熔断(持续故障)+ 降级(兜底响应)",避免级联故障;
  3. 生产环境中需为监控指标设置合理告警阈值,做到 "早发现、早处理",提升网关可用性。
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