用Spring Boot搭建AI成本与稳定性监控看板:Token、预算、429、熔断与降级
2026/8/1 0:51:11 网站建设 项目流程

文章摘要

Spring AI 2.0已经可以通过Micrometer输出模型调用耗时与Token指标,但企业要真正控制成本,还需要把模型价格、业务场景、租户、预算、重试、Tool Calling和降级事件统一起来。本文实现一个轻量级AI成本与稳定性监控服务:从ChatResponse读取Usage,计算单次费用,写入业务成本表,同时用Micrometer记录低基数指标,并提供租户月预算、场景成本、429、熔断和降级看板所需的数据模型与PromQL。

一、最终要看哪些数据

系统健康看板:

QPS P95/P99延迟 当前并发 错误率 429 超时 熔断 降级

成本看板:

输入Token 输出Token 缓存读写Token 按模型成本 按租户成本 按业务场景成本 单任务平均成本 预算使用率

质量辅助:

完成率 重试次数 工具调用次数 人工接管率

二、为什么Prometheus不能单独做财务结算

Prometheus适合趋势和告警,但不适合最终账单:

  • 指标可能有采样;
  • 数据有保留期限;
  • 实例重启和标签变化会影响序列;
  • 不适合保存每个用户高基数记录;
  • 难以做审计和追溯。

推荐:

Micrometer → 实时监控 成本明细表 → 结算与审计

三、价格配置模型

publicrecordModelPrice(Stringprovider,Stringmodel,BigDecimalinputPerMillion,BigDecimaloutputPerMillion,BigDecimalcacheWritePerMillion,BigDecimalcacheReadPerMillion,LocalDateeffectiveFrom){}

价格不能写死在业务代码中。

配置表:

CREATETABLEai_model_price(idBIGINTPRIMARYKEY,providerVARCHAR(64)NOTNULL,modelVARCHAR(128)NOTNULL,input_per_millionDECIMAL(18,8)NOTNULL,output_per_millionDECIMAL(18,8)NOTNULL,cache_write_per_millionDECIMAL(18,8),cache_read_per_millionDECIMAL(18,8),effective_fromDATENOTNULL,effective_toDATE);

模型价格变化后保留历史版本。

四、请求上下文

publicrecordAiCostContext(StringrequestId,StringtenantId,StringuserId,StringbusinessScene,StringpromptVersion,StringmodelTier){}

tenantIduserId从认证上下文读取,不信任前端直接传值。

五、从ChatResponse读取Usage

ChatResponseresponse=chatClient.prompt().user(message).call().chatResponse();Usageusage=response.getMetadata().getUsage();

读取:

longinput=usage.getPromptTokens();longoutput=usage.getCompletionTokens();longtotal=usage.getTotalTokens();

不同Provider的详细缓存Token可以通过统一Usage字段或getNativeUsage()读取。

必须允许:

Usage为空

这时标记为:

COST_UNKNOWN

不要默认为0,否则财务数据会被低估。

六、成本计算器

@ComponentpublicclassAiCostCalculator{privatestaticfinalBigDecimalMILLION=newBigDecimal("1000000");publicBigDecimalcalculate(UsageSnapshotusage,ModelPriceprice){BigDecimalinputCost=cost(usage.inputTokens(),price.inputPerMillion());BigDecimaloutputCost=cost(usage.outputTokens(),price.outputPerMillion());BigDecimalcacheWriteCost=cost(usage.cacheWriteTokens(),price.cacheWritePerMillion());BigDecimalcacheReadCost=cost(usage.cacheReadTokens(),price.cacheReadPerMillion());returninputCost.add(outputCost).add(cacheWriteCost).add(cacheReadCost);}privateBigDecimalcost(longtokens,BigDecimalperMillion){if(perMillion==null){returnBigDecimal.ZERO;}returnBigDecimal.valueOf(tokens).multiply(perMillion).divide(MILLION,10,RoundingMode.HALF_UP);}}

七、成本明细表

CREATETABLEai_usage_record(idBIGINTPRIMARYKEY,request_idVARCHAR(64)NOTNULL,tenant_idVARCHAR(64)NOTNULL,user_idVARCHAR(64),business_sceneVARCHAR(64)NOTNULL,providerVARCHAR(64)NOTNULL,modelVARCHAR(128)NOTNULL,prompt_versionVARCHAR(64),input_tokensBIGINT,output_tokensBIGINT,cache_write_tokensBIGINT,cache_read_tokensBIGINT,model_call_countINTNOTNULL,tool_call_countINTNOTNULL,retry_countINTNOTNULL,estimated_costDECIMAL(18,10),cost_statusVARCHAR(32)NOTNULL,duration_msBIGINT,result_statusVARCHAR(32)NOTNULL,created_atTIMESTAMPNOTNULL);

索引:

CREATEINDEXidx_ai_usage_tenant_monthONai_usage_record(tenant_id,created_at);CREATEINDEXidx_ai_usage_scene_monthONai_usage_record(business_scene,created_at);

八、为什么要记录model_call_count

一次ChatClient请求可能包含:

第一次模型选择工具 第二次模型读取工具结果 第三次模型修复结构化输出

最终Usage可能是累计值,但为了分析效率,还要记录模型轮次。

指标:

平均每个业务请求模型调用次数

如果从1.3突然上升到4.8,可能发生:

  • Tool循环;
  • 输出修复;
  • 重试;
  • Agent规划失效。

九、Micrometer低基数指标

@ComponentpublicclassAiMetrics{privatefinalMeterRegistryregistry;publicAiMetrics(MeterRegistryregistry){this.registry=registry;}publicvoidrecordCost(Stringscene,StringmodelTier,BigDecimalcost){registry.counter("enterprise.ai.estimated.cost","scene",scene,"model_tier",modelTier).increment(cost.doubleValue());}publicvoidrecordFallback(Stringscene,Stringreason){registry.counter("enterprise.ai.fallback","scene",scene,"reason",reason).increment();}}

不要把:

userId requestId conversationId

作为Meter标签。

十、预算表

CREATETABLEai_budget(idBIGINTPRIMARYKEY,scope_typeVARCHAR(32)NOTNULL,scope_idVARCHAR(128)NOTNULL,budget_monthCHAR(7)NOTNULL,warning_amountDECIMAL(18,2)NOTNULL,hard_limit_amountDECIMAL(18,2)NOTNULL,currencyVARCHAR(8)NOTNULL,UNIQUE(scope_type,scope_id,budget_month));

范围:

ORGANIZATION PROJECT TENANT BUSINESS_SCENE

十一、预算检查

publicBudgetDecisioncheck(StringtenantId,Stringscene,BigDecimalestimatedRequestCost){BigDecimalmonthCost=usageRepository.sumMonthCost(tenantId,YearMonth.now());Budgetbudget=budgetRepository.findTenantBudget(tenantId,YearMonth.now());BigDecimalprojected=monthCost.add(estimatedRequestCost);if(projected.compareTo(budget.hardLimitAmount())>=0){returnBudgetDecision.BLOCK;}if(projected.compareTo(budget.warningAmount())>=0){returnBudgetDecision.WARN;}returnBudgetDecision.ALLOW;}

请求前只能估算,调用后再用实际Usage结算。

十二、预算接近上限如何降级

80% → 告警 90% → 默认切换低成本模型 95% → 关闭非核心AI功能 100% → 阻止请求或转规则系统

模型路由:

publicModelTierroute(BudgetDecisiondecision,ModelTierrequested){returnswitch(decision){caseALLOW->requested;caseWARN->requested.downgrade();caseBLOCK->ModelTier.NONE;};}

十三、429看板

区分:

rate_limit_exceeded insufficient_quota project_spend_limit

指标:

enterprise_ai_429_total{ reason="rate_limit" }

不要把所有429合并,否则无法判断应该:

等待重试 还是 立即停止并调整预算

十四、熔断与降级指标

resilience4j_circuitbreaker_state resilience4j_circuitbreaker_calls_seconds enterprise_ai_fallback_total enterprise_ai_degraded_request_total

看板应显示:

  • 当前熔断状态;
  • 最近打开次数;
  • 降级模型比例;
  • 转人工数量;
  • 被预算阻止数量。

十五、核心PromQL

输入Token速率

sum by (gen_ai_request_model) ( rate(gen_ai_client_token_usage_total{ gen_ai_token_type="input" }[5m]) )

输出Token速率

sum by (gen_ai_request_model) ( rate(gen_ai_client_token_usage_total{ gen_ai_token_type="output" }[5m]) )

模型平均耗时

sum(rate(gen_ai_client_operation_seconds_sum[5m])) / sum(rate(gen_ai_client_operation_seconds_count[5m]))

业务降级速率

sum by (scene, reason) ( rate(enterprise_ai_fallback_total[5m]) )

十六、日报接口

@GetMapping("/internal/ai-cost/daily")publicDailyCostReportdaily(@RequestParamLocalDatedate){returnreportService.build(date);}

返回:

{"date":"2026-07-31","totalCost":128.43,"totalRequests":45210,"costPerSuccess":0.0031,"topScenes":[],"topTenants":[],"fallbackCount":318,"rateLimitCount":26}

十七、看板布局建议

第一行:

今日费用 月度费用 预算使用率 成功请求 单次成功成本

第二行:

请求趋势 Token趋势 P95延迟 错误率

第三行:

模型成本占比 业务场景成本 租户成本Top10

第四行:

429 熔断 降级 重试 Tool失败

十八、需要防止的统计错误

1. Tool Calling只算最后一次模型

会低估成本。

2. Provider未返回Usage时记0

应该记未知。

3. 价格更新后重算历史

历史记录应使用调用当时价格版本。

4. Prometheus值作为账单

不适合最终审计。

5. 把userId作为指标标签

造成高基数爆炸。

总结

一个可用的AI成本看板必须把:

Spring AI Usage +模型价格 +业务上下文 +预算 +429 +熔断 +降级

组织在一起。

Micrometer负责实时健康和趋势,数据库明细负责按租户、场景和请求进行成本结算与审计。

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