spirngcloud请求链路追踪

2020-10-05 约 2473 字预计阅读 5 分钟次阅读

概述

服务链路追踪

微服务架构是一个分布式架构，它按业务划分服务单元，一个分布式系统往往有很多个服务单元。由于服务单元数量众多，业务的复杂性，如果出现了错误和异常，很难去定位。主要体现在，一个请求可能需要调用很多个服务，而内部服务的调用复杂性，决定了问题难以定位。所以微服务架构中，必须实现分布式链路追踪，去跟进一个请求到底有哪些服务参与，参与的顺序又是怎样的，从而达到每个请求的步骤清晰可见，出了问题，很快定位。

举几个例子：

1、在微服务系统中，一个来自用户的请求，请求先达到前端A（如前端界面），然后通过远程调用，达到系统的中间件B、C（如负载均衡、网关等），最后达到后端服务D、E，后端经过一系列的业务逻辑计算最后将数据返回给用户。对于这样一个请求，经历了这么多个服务，怎么样将它的请求过程的数据记录下来呢？这就需要用到服务链路追踪。

2、分析微服务系统在大压力下的可用性和性能。

Zipkin可以结合压力测试工具一起使用，分析系统在大压力下的可用性和性能。

设想这么一种情况，如果你的微服务数量逐渐增大，服务间的依赖关系越来越复杂，怎么分析它们之间的调用关系及相互的影响？

spring boot对zipkin的自动配置可以使得所有RequestMapping匹配到的endpoints得到监控，以及强化了RestTemplate，对其加了一层拦截器，使得由它发起的http请求也同样被监控。

Google开源的 Dapper链路追踪组件，并在2010年发表了论文《Dapper, a Large-Scale Distributed Systems Tracing Infrastructure》，这篇文章是业内实现链路追踪的标杆和理论基础，具有非常大的参考价值。

目前，链路追踪组件有Google的Dapper，Twitter 的Zipkin，以及阿里的Eagleeye （鹰眼）等，它们都是非常优秀的链路追踪开源组件。

本文主要讲述如何在Spring Cloud Sleuth中集成Zipkin。在Spring Cloud Sleuth中集成Zipkin非常的简单，只需要引入相应的依赖和做相关的配置即可。

简介

一条链路通过Trace Id唯一标识，Span标识发起的请求信息，各Span通过parent id关联起来

简化之后：

可以看到就是一个有向图，Trace类似于树结构的Span集合，标识一条调用链路；Span标识调用链路来源，通俗地理解Span就是一次请求信息。

sleuth与Zipkin关系

spring cloud提供了spring-cloud-sleuth-zipkin来方便集成zipkin实现（指的是Zipkin Client，而不是Zipkin服务器），该jar包可以通过spring-cloud-starter-zipkin依赖来引入。

Zipkin

Zipkin官网

Zipkin是什么

Zipkin分布式跟踪系统；它可以帮助收集时间数据，解决在microservice架构下的延迟问题；它管理这些数据的收集和查找；Zipkin的设计是基于谷歌的Google Dapper论文。每个应用程序向Zipkin报告定时数据，Zipkin UI呈现了一个依赖图表来展示多少跟踪请求经过了每个应用程序；如果想解决延迟问题，可以过滤或者排序所有的跟踪请求，并且可以查看每个跟踪请求占总跟踪时间的百分比。

Zipkin原理

针对服务化应用全链路追踪的问题，Google发表了Dapper论文，介绍了他们如何进行服务追踪分析。其基本思路是在服务调用的请求和响应中加入ID，标明上下游请求的关系。利用这些信息，可以可视化地分析服务调用链路和服务间的依赖关系。

对应Dpper的开源实现是Zipkin，支持多种语言包括JavaScript，Python，Java, Scala, Ruby, C#, Go等。其中Java由多种不同的库来支持

Spring Cloud Sleuth是对Zipkin的一个封装，对于Span、Trace等信息的生成、接入HTTP Request，以及向Zipkin Server发送采集信息等全部自动完成。Spring Cloud Sleuth的概念图见上图。

Zipkin架构

跟踪器(Tracer)位于你的应用程序中，并记录发生的操作的时间和元数据,提供了相应的类库，对用户的使用来说是透明的，收集的跟踪数据称为Span;将数据发送到Zipkin的仪器化应用程序中的组件称为Reporter,Reporter通过几种传输方式之一将追踪数据发送到Zipkin收集器(collector)，然后将跟踪数据进行存储(storage),由API查询存储以向UI提供数据。架构图如下：

Zipkin下载和启动

下载

有三种安装方法：

Zipkin的使用比较简单，官网有说明几种方式： 1、容器 Docker Zipkin项目能够建立docker镜像，提供脚本和docker-compose.yml来启动预构建的图像。最快的开始是直接运行最新镜像：

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docker run -d -p 9411:9411 openzipkin/zipkin

2、下载jar 如果你有java 8或更高版本，上手最快的方法是把新版本作为一个独立的可执行jar，Zipkin使用springboot来构建的：

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curl -sSL https://zipkin.io/quickstart.sh | bash -s
java -jar zipkin.jar

3、下载源代码运行 Zipkin可以从源运行，如果你正在开发新的功能。要实现这一点，需要获取Zipkin的源代码并构建它。

本次我们使用第二种方式安装启动，成功启动后访问 http://127.0.0.1:9411/zipkin/

演示链路追踪

这里使用现有的工程：

cloud-consumerzk-order80 服务调用方
cloud-provider-payment8004 服务提供者
cloud-eureka-single-server7000 注册中心

启动zk服务器

服务提供者和服务消费者（调用方）改造相同，如下：

pom依赖

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        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
        </dependency>

yml配置

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spring:
  zipkin:
   # zipkin服务端的地址
    base-url: http://localhost:9411
  sleuth:
    sampler:
     # percentage是采样比例，设置为1.0时代表全部强求都需要采样。Sleuth默认采样算法的实现是Reservoir sampling，
     # 具体的实现类是PercentageBasedSampler，默认的采样比例为: 0.1(即10%)。
      percentage: 1.0

验证

访问：http://localhost/order/paymentZK

查看zipkin界面，如下：

查看服务之间的依赖关系

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