Исправление непоследовательных метрик JMX Prometheus

Проблема с чередующимися значениями метрик в JMX Prometheus Agent возникает, когда одновременно включены режимы удалённого скрапинга JMX и работы в качестве автономного HTTP‑сервера. При одновременной активации обоих режимов агент обрабатывает одни и те же метрики по разным путям, что приводит к несогласованности и чередующимся значениям. Это особенно распространено в версии 0.20.0, когда агент неправильно настроен с параметрами подключения JMX и настройками HTTP‑сервера.

Содержание

• Понимание несоответствия конфигурации
• Корневые причины чередующихся значений
• JMX HTTP‑сервер против режима Java‑агента
• Диагностика проблемы
• Рекомендуемые решения
• Лучшие практики конфигурации JMX Exporter

Понимание несоответствия конфигурации

Проблема с чередующимися значениями возникает из фундаментальной ошибки конфигурации: агент JMX Prometheus пытается работать одновременно в режиме удалённого скрапинга JMX и в локальном режиме Java‑агента. Это создаёт гонку, когда одни и те же метрики собираются разными механизмами.

Как отмечено в документации, многие пользователи сталкиваются с этой проблемой, потому что неправильно настраивают агент, задавая параметры подключения JMX, одновременно запуская его как автономный HTTP‑сервер. Документация JMX exporter ясно указывает, что запуск в качестве Java‑агента настоятельно рекомендуется, поскольку он обеспечивает более надёжную сборку метрик и избегает несогласованностей, возникающих при смешанных конфигурациях.

Когда оба режима активны, агент фактически имеет два источника данных:

1. Прямой доступ к MBean через внутренние механизмы агента
2. Удалённый скрапинг JMX через заданные параметры подключения

Эти два источника могут предоставлять слегка отличающиеся представления одних и тех же метрик в разное время, что приводит к чередующемуся поведению.

Корневые причины чередующихся значений

Одновременные механизмы сбора

Основная причина — одновременная работа нескольких механизмов сбора метрик. При настройке JMX exporter с параметрами подключения JMX и настройками HTTP‑сервера вы фактически говорите ему:

1. Собирать метрики из локального интерфейса JMX
2. Также подключаться к удалённому JMX‑эндпоинту, который вы указали

Это создаёт два отдельных пути сбора данных, которые могут не синхронизироваться идеально, что приводит к чередующимся значениям.

Различия во времени

Время сбора между этими двумя механизмами может немного отличаться. Один путь может собирать метрики чуть позже другого, вызывая кажущееся несогласованное поведение при быстром обновлении.

Использование памяти и сборка мусора

Как отмечено в issue #460, запуск Java‑агента может привести к повышенному использованию CPU и памяти со временем. Это может влиять на согласованность сбора метрик, особенно при высокой нагрузке.

Паттерны доступа к атрибутам MBean

Разные MBean и их атрибуты могут иметь разные паттерны доступа. Некоторые атрибуты возвращают кэшированные значения, другие — данные в реальном времени. При доступе через разные каналы (прямой vs удалённый) эти различия становятся более заметными.

JMX HTTP‑сервер против режима Java‑агента

Режим Java‑агента (рекомендовано)

Режим Java‑агента является предпочтительным и должен использоваться, когда это возможно. При запуске как Java‑агент:

java -javaagent:/path/to/jmx_prometheus_javaagent.jar=8080:config.yaml -jar your-application.jar

Этот режим обеспечивает:

• Прямой доступ к метрикам JVM (jvm_* метрики, такие как jvm_classes_loaded_total, jvm_threads_current, jvm_threads_daemon, jvm_memory_bytes_used)
• Лучшее производительность и согласованность
• Метрики процесса вместе с JMX‑метриками
• Нет необходимости в отдельной настройке JMX

Автономный HTTP‑сервер

Автономный режим имеет значительные ограничения:

java -jar jmx_prometheus_httpserver.jar 8080 config.yaml jmx-url

Как отмечено в release documentation, этот режим:

• Не может экспонировать метрики процесса
• Не содержит серии jvm_*
• Требует явной настройки URL JMX
• Сложнее в настройке и обслуживании

Ключевой вывод: если вы видите jvm_* метрики в /metrics, скорее всего вы работаете в режиме Java‑агента. Если же значения чередуются, вероятно, у вас конфликтующие конфигурации, активирующие оба режима одновременно.

Диагностика проблемы

Чтобы подтвердить, что вы сталкиваетесь с конфликтом конфигурации, выполните следующие диагностические шаги:

Проверьте аргументы JVM

Просмотрите аргументы запуска Java, чтобы выявить конфликтующие настройки:

# Ищите одновременно -javaagent и jmx_prometheus_httpserver
java -javaagent:/opt/jmx_exporter/jmx_prometheus_javaagent.jar=8080:config.yaml \
     -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9010 \
     -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false \
     -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false \
     -jar your-application.jar

Если вы видите и -javaagent, и явные параметры удалённого JMX, это, скорее всего, корень проблемы.

Проверьте источники метрик

Определите, какие метрики приходят из какого источника, изучив имена и метки:

# Метрики режима Java‑агента
jvm_memory_bytes_used{area="heap",...}

# Метрики удалённого скрапинга  
java_lang_memory_HeapMemoryUsage_used{...}

Разные схемы именования указывают на разные методы сбора.

Мониторинг частоты сбора

Наблюдайте за временем сбора метрик. Если значения чередуются при каждом обновлении, а исходные значения JMX остаются стабильными, это подтверждает проблему двойного сбора.

Проверка нагрузки памяти

Как упомянуто в issue #460, следите за использованием памяти и CPU агентом со временем. Увеличение ресурсов может указывать на утечки памяти или неэффективные паттерны сбора.

Рекомендуемые решения

Решение 1: Использовать только режим Java‑агента

Самый надёжный способ — использовать только режим Java‑агента без дополнительных настроек удалённого JMX:

java -javaagent:/path/to/jmx_prometheus_javaagent.jar=8080:config.yaml \
     -jar your-application.jar

Это устраняет проблему двойного сбора и обеспечивает согласованные метрики.

Решение 2: Удалить конфигурацию удалённого JMX

Если вам необходимо использовать удалённый доступ JMX для других целей, удалите конфигурацию удалённого JMX из аргументов JVM и полагайтесь только на Java‑агент:

# Удалите эти строки:
# -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9010
# -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false  
# -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false

Решение 3: Упростить конфигурацию

Проверьте файл config.yaml и убедитесь, что нет конфликтующих настроек. Конфигурация должна быть минимальной и сфокусированной:

lowercaseOutputName: true
lowercaseOutputLabelNames: true
rules:
  # Включайте только необходимые правила, избегайте дубликатов

Решение 4: Обновить до последней версии

Рассмотрите возможность обновления до более новой версии JMX exporter, поскольку многие из этих проблем исправлены в новых релизах. Версия 0.20.0 довольно старая и может содержать баги, которые уже исправлены.

Решение 5: Использовать только автономный сервер (если необходимо)

Если вы не можете использовать режим Java‑агента и вынуждены работать как автономный сервер, убедитесь, что:

• Удалены любые настройки Java‑агента
• Настроен только автономный HTTP‑сервер
• Понимаете, что jvm_* метрики не будут доступны
• Используете альтернативные методы сбора метрик JVM

Лучшие практики конфигурации JMX Exporter

Предпочитать режим Java‑агента

Всегда отдавайте предпочтение режиму Java‑агента, когда это возможно. Он обеспечивает:

• Лучшее производительность
• Более полные метрики
• Упрощённую конфигурацию
• Нет необходимости в отдельной настройке JMX

Сохранять конфигурацию минимальной

Избегайте переобусловливания JMX exporter. Используйте только необходимые правила и настройки, чтобы минимизировать сложность и потенциальные конфликты.

Мониторинг использования ресурсов

Регулярно следите за потреблением ресурсов JMX exporter, чтобы своевременно выявлять утечки памяти или проблемы с производительностью.

Тестирование изменений конфигурации

Тщательно тестируйте любые изменения конфигурации в среде разработки, прежде чем разворачивать в продакшн.

Документирование настройки

Ведите чёткую документацию вашей настройки JMX exporter, включая:

• Аргументы запуска
• Конфигурационные файлы
• Паттерны сбора метрик
• Любые пользовательские правила или маппинги

Вывод

Проблема чередующихся значений в JMX Prometheus Agent версии 0.20.0 в основном вызвана конфликтом конфигурации между режимом Java‑агента и удалённым скрапингом JMX. При одновременной активации обоих механизмов агент собирает одни и те же метрики по разным путям, что приводит к несогласованности и чередующимся значениям.

Для решения проблемы:

1. Используйте только режим Java‑агента без дополнительных настроек удалённого JMX
2. Удалите конфликтующие аргументы JVM, которые активируют оба режима
3. Рассмотрите обновление до более новой версии JMX exporter
4. Сохраняйте минимальную и сфокусированную конфигурацию
5. Мониторьте использование ресурсов, чтобы выявлять потенциальные проблемы

Следуя этим рекомендациям, вы сможете добиться стабильных и согласованных значений метрик от вашего JMX Prometheus Agent, а эндпоинт /metrics будет надёжно отражать реальное состояние вашего приложения, а не показывать чередующиеся или несогласованные значения.

Источники

1. Stack Overflow – Jmx Prometheus agent – alternating and inconsistent values issue
2. GitHub – prometheus/jmx_exporter at release‑0.20.0
3. GitHub – Issue #460 – When use the java agent there are too many MetricFamilySamples$Sample in the heap
4. GitHub – Issue #985 – Inconsistent metric availability in distributed kafka connect
5. Stack Overflow – jmx_exporter not sending back jvm_ metrics
6. Stack Overflow – Missing JVM metrics using prometheus jmx exporter