微服务监控之分布式链路追踪技术

分布式链路追踪技术核心思想

本质：记录日志，作为一个完整的技术，分布式链路追踪也有自己的理论和概念
为了追踪整个调用链路，肯定需要记录日志，日志记录是基础
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上图标识请求链路，一条链路通过TraceId唯一标识，span标识发起的请求信息，各span通过 parrentId关联起来。
Trace：服务追踪的追踪单元是从客户发起请求（request）抵达被追踪系统的边界开始，到被追踪系统向客户返回响应（response）为止的过程

Trace ID：为了实现请求跟踪，当请求发送到分布式系统的入口端点时，只需要服务跟踪框架为该请求创建一个唯一的跟踪标识Trace ID，同时在分布式系统内部流转的时候，框架失踪保持该唯一标识，直到返回给请求方，一个Trace由一个或者多个Span组成，每一个Span都有一个SpanId，Span中会记录 TraceId，同时还有一个叫做ParentId，指向了另外一个Span的SpanId，表明父子关系，其实本质表达了依赖关系

Span ID：为了统计各处理单元的时间延迟，当请求到达各个服务组件时，也是通过一个唯一标识Span ID来标记它的开始，具体过程以及结束。对每一个Span来说， 它必须有开始和结束两个节点，通过记录开始Span和结束Span的时间戳，就能统计出该Span的时间延迟，除了时间戳记录之外，它还可以包含一些其他元数据，比如时间名称、请求信息等。 每一个Span都会有一个唯一跟踪标识 Span ID,若一个有序的 span 就组成了一个 trace。

Span可以认为是一个日志数据结构，在一些特殊的时机点会记录了一些日志信息， 比如有时间戳、spanId、TraceId，parentIde等，Span中也抽象出了另外一个概 念，叫做事件，核心事件如下

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耗时分析：通过 Sleuth 了解采样请求的耗时，分析服务性能问题（哪些服务调用比较耗时）
链路优化：发现频繁调用的服务，针对性优化等 Sleuth就是通过记录日志的方式来记录踪迹数据的

注意：把Spring Cloud Sleuth 和 Zipkin 一起使用，把Sleuth的数据信息发送给Zipkin进行聚合，利用 Zipkin 存储并展示数据。

image.png

Sleuth + Zipkin 的使用

1、需要追踪的服务引入依赖(Sleuth)

每一个需要被追踪踪迹的微服务工程都引入依赖坐标 

  1. <!--链路追踪-->
  2. <dependency>
  3.     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  4.     <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
  5. </dependency>

2、服务配置文件需增加日志级别

在控制台可以观察到 Sleuth 输出的日志（全局 TraceId、SpanId 等），但是不容易阅读观察，另外⽇志分散在各个微服务服务器上 

  1. logging:
  2.   level:
  3.     # Feign日志只会对日志级别为debug的做出响应
  4.     com.lagou.edu.controller.service.ResumeServiceFeignClient: debug
  5.     org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet: debug
  6.     org.springframework.cloud.sleuth: debug

3、结合 Zipkin 展示追踪数

Zipkin 包括Zipkin Server和 Zipkin Client两部分，Zipkin Server是一个单独的服务，Zipkin Client就是具体的微服务。（要求被追踪的各个微服务都需要添加Zipkin Client）

Zipkin Server 构建（S）

  1. <!--zipkin-server的依赖坐标-->
  2. <dependency>
  3.     <groupId>io.zipkin.java</groupId>
  4.     <artifactId>zipkin-server</artifactId>
  5.     <version>2.12.3</version>
  6.     <exclusions>
  7.         <!--排除掉log4j2的传递依赖，避免和springboot依赖的日志组件冲突-->
  8.         <exclusion>
  9.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  10.             <artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
  11.         </exclusion>
  12.     </exclusions>
  13. </dependency>
  15. <!--zipkin-server ui界面依赖坐标-->
  16. <dependency>
  17.     <groupId>io.zipkin.java</groupId>
  18.     <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
  19.     <version>2.12.3</version>
  20. </dependency>

启动类开启Zipkin Server功能 （S）

  1. @SpringBootApplication
  2. @EnableZipkinServer // 开启Zipkin 服务器功能
  3. public class ZipkinServerApplication9411 {
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         SpringApplication.run(ZipkinServerApplication9411.class,args);
  7.     }
  9. }

添加配置文件application.yml（S）

  1. server:
  2.   port: 9411
  3. management:
  4.   metrics:
  5.     web:
  6.       server:
  7.         auto-time-requests: false # 关闭自动检测

Zipkin Client 构建（C）

( 在具体微服务中修改, 在pom中添加 zipkin 依赖 )

  1. <dependency>
  2.     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  3.     <artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
  4. </dependency>

配置文件添加对zipkin server的引用（C）

改客户端微服务是lagou-service-autodeliver-8096，对应的服务名称是lagou-service-autodeliver

  1. spring:
  2.   application:
  3.     name: lagou-service-autodeliver
  4.   zipkin:
  5.     base-url: http://127.0.0.1:9411 # zipkin server的请求地址
  6.     sender:
  7.       # web 客户端将踪迹日志数据通过网络请求的方式传送到服务端，另外还有配置
  8.       # kafka/rabbit 客户端将踪迹日志数据传递到mq进行中转
  9.       type: web
  10.     sleuth:
  11.       sampler:
  12.         # 采样率 1 代表100%全部采集 ，默认0.1 代表10% 的请求踪迹数据会被采集
  13.         # 生产环境下，请求量非常大，没有必要所有请求的踪迹数据都采集分析，对于网络包括server端压力都是比较大的，可以配置采样率采集一定比例的请求的踪迹数据进行分析即可
  14.         probability: 1

另外，对于log日志，依然保持开启debug状态
Zipkin server 页面方便我们查看服务调用依赖关系及一些性能指标和异常信息

追踪数据Zipkin持久化到mysql （S）

mysql中创建名称为zipkin的数据库，并执行如下sql语句（官方提供）

需要创建zipkin的数据库

pom中引入相关依赖

  2. <!--zipkin针对mysql持久化的依赖-->
  3. <dependency>
  4.     <groupId>io.zipkin.java</groupId>
  5.     <artifactId>zipkin-autoconfigure-storage-mysql</artifactId>
  6.     <version>2.12.3</version>
  7. </dependency>
  8. <dependency>
  9.     <groupId>mysql</groupId>
  10.     <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
  11. </dependency>
  12. <dependency>
  13.     <groupId>com.alibaba</groupId>
  14.     <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
  15.     <version>1.1.10</version>
  16. </dependency>
  17. <!--操作数据库需要事务控制-->
  18. <dependency>
  19.     <groupId>org.springframework</groupId>
  20.     <artifactId>spring-tx</artifactId>
  21. </dependency>
  22. <dependency>
  23.     <groupId>org.springframework</groupId>
  24.     <artifactId>spring-jdbc</artifactId>
  25. </dependency>

ZipkinServer配置文件添加数据连接（S）

添加链接数据库的配置信息

  1. spring:
  2.   datasource:
  3.     driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
  4.     url: jdbc:mysql://localhost:3306/zipkin?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&allowMultiQueries=true
  5.     username: root
  6.     password: 123456
  7.     druid:
  8.       initialSize: 10
  9.       minIdle: 10
  10.       maxActive: 30
  11.       maxWait: 50000
  12. # 指定zipkin持久化介质为mysql
  13. zipkin:
  14.   storage:
  15.     type: mysql

启动类中注入事务管理器（S）

  1.     // 注入事务控制器
  2.     @Bean
  3.     public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
  4.         return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
  5.     }

zipkin-server 完整的配置信息

  1. server:
  2.   port: 9411
  3. management:
  4.   metrics:
  5.     web:
  6.       server:
  7.         auto-time-requests: false # 关闭自动检测
  8. spring:
  9.   datasource:
  10.     driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
  11.     url: jdbc:mysql://localhost:3306/zipkin?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&allowMultiQueries=true
  12.     username: root
  13.     password: 123456
  14.     druid:
  15.       initialSize: 10
  16.       minIdle: 10
  17.       maxActive: 30
  18.       maxWait: 50000
  19. # 指定zipkin持久化介质为mysql
  20. zipkin:
  21.   storage:
  22.     type: mysql

zipkin-server 完整的启动类信息

  1. @SpringBootApplication
  2. @EnableZipkinServer // 开启Zipkin 服务器功能
  3. public class ZipkinServerApplication9411 {
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         SpringApplication.run(ZipkinServerApplication9411.class,args);
  7.     }
  9.     // 注入事务控制器
  10.     @Bean
  11.     public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
  12.         return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
  13.     }
  14. }

完整的思路是：引入坐标、开启功能、添加事物、添加数据连接等。