애플리케이션 모니터링과 Prometheus, Grafana

애플리케이션 성능 테스트를 진행해보면서, 단순히 응답 시간이나 성공률만 측정하는 것만으로는 부족하다는 걸 느꼈다.

시스템이 실제로 어떤 자원을 어떻게 쓰고 있는지, 특정 구간에서 병목이 왜 발생하는지를 지표로 확인하는 체계가 필요했고, 이 과정에서 모니터링 도구의 필요성을 체감했다.

모니터링 도구 예시

다양한 상황에 맞춰 사용할 수 있는 대표적인 모니터링 도구들은 다음과 같다:

도구	설명
Prometheus	시계열 기반 메트릭 수집 및 저장
Grafana	메트릭 시각화 대시보드 도구
Elastic Stack (ELK)	로그 수집 및 분석 (Elasticsearch, Logstash, Kibana)
Datadog	클라우드 기반 통합 모니터링 서비스
New Relic	APM, 인프라, 로그 통합 모니터링

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Prometheus와 Grafana

Prometheus

Prometheus는 오픈소스 시계열 모니터링 시스템이다.

• Pull 방식 메트릭 수집: 타겟의 /metrics 엔드포인트로부터 주기적으로 수집
• 시계열 데이터 저장: {metric name, labels} 기반으로 데이터를 저장
• PromQL 쿼리 언어 지원으로 다양한 방식으로 데이터 분석이 가능
• 다양한 Exporter를 통해 시스템, DB, 애플리케이션 등 확장 가능

Grafana

Grafana는 Prometheus 등에서 수집된 메트릭을 시각화해주는 도구이다.

• 다양한 시각화 지원: 그래프, 테이블, 게이지 등
• 데이터 소스 연동: Prometheus 외에도 InfluxDB, MySQL, PostgreSQL 등 지원
• 대시보드 구성: 사용자 정의 대시보드를 쉽게 구성 가능
• 알림 기능: 조건 기반으로 Slack, 이메일 등으로 알림 전송 가능

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Spring Boot Application 메트릭 수집 및 모니터링 연동

애플리케이션의 메트릭을 수집하고 Prometheus, Grafana와 연동하여 메트릭을 시각화하는 방법이다.

애플리케이션 의존성 추가

애플리케이션에 다음 의존성을 추가한다.

dependencies {  
    implementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-actuator")  
    implementation("io.micrometer:micrometer-registry-prometheus")
}

micrometer-registry-prometheus 의존성은 Micrometer로 수집한 메트릭을 Prometheus가 이해할 수 있는 형식으로 데이터를 변환하여 제공하는 역할을 한다.

Micrometer란?
Micrometer는 Spring Boot의 기본 메트릭 수집 도구로, 다양한 외부 모니터링 시스템(Prometheus, Datadog, New Relic 등)에 연동 가능한 공통 추상화 계층을 제공한다. HTTP 요청 수, 응답 시간, JVM 메모리, GC 시간 등 다양한 지표를 수집하며, 커스텀 메트릭도 코드 상에서 직접 등록이 가능하다.

spring-boot-starter-actuator 의존성은 애플리케이션의 상태와 각종 정보를 HTTP 엔드포인트로 제공하는 역할을 한다.

Actuator란?
Spring Boot Actuator는 애플리케이션의 상태와 내부 정보를 HTTP, JMX 등의 방식으로 외부에 노출해주는 기능을 제공한다.
애플리케이션 헬스 체크, 메트릭 노출, ENV 정보, Bean 목록 등 다양한 정보를 제공할 수 있다.
Prometheus와 연동시, /actuator/prometheus 엔드포인트가 메트릭 수집 대상이 된다.

Prometheus, Grafana 설정

설치를 통해 구성하는 방법도 있지만, Docker를 이용해서 모니터링 애플리케이션을 띄웠다.

services:  
  prometheus:  
    image: prom/prometheus:latest  
    container_name: prometheus  
    volumes:  
      - ./prometheus/prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml
    ports:  
      - "9090:9090"  
    command:  
      - '--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml'  
      - '--web.enable-lifecycle'
  
  grafana:  
    image: grafana/grafana:latest  
    container_name: grafana  
    ports:  
      - "3030:3000"  
    volumes:  
      - ./grafana:/var/lib/grafana  
    environment:  
      - GF_SECURITY_ADMIN_USER=admin  
      - GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=admin

아래는 프로메테우스 설정 파일 prometheus.yml 파일 내용이다.

global:  
  scrape_interval: 15s  
  
scrape_configs:  
  - job_name: 'spring-actuator-apps'  
    metrics_path: '/actuator/prometheus'  
    static_configs:  
      - targets: ['host.docker.internal:8080']

Grafana 대시보드 설정

Grafana는 커뮤니티에서 공유한 다양한 대시보드를 ID로 간편하게 가져올 수 있다.  (대시보드 검색 바로가기↗)

아래 대시보드를 Import 하여 사용했다.

• ID 4701 : JVM
• ID 6083 : Spring Boot HikariCP / JDBC
• ID 17175 : Spring Boot Observability (P95, P99 등)