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什么是分布式链路跟踪

简而言之,在分布式系统下,用于跟踪链路而衍生出的一项技术。

应用场景如下:

应用A,B,C,D,E 以一个层级关系依赖, 当用户向 应用A 发起请求,但是返回了个异常,为了排查这个问题,我们可能要一台台服务器去排查。在分布式架构下,每个应用又部署了几十上百台服务器, 那一天下来,可能多没找到问题的触发点。

通过分布式链路跟踪,结合 如 鹰眼 等平台的 链路分析,我们可以很快定位到 问题发生机器地址。

那为什么我们可以很快速定位到哪台机器?

  • TraceId 日志收集,收集异常日志,快速发现异常原因
  • TraceId 埋入机器IP,快速定位异常机器

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基本概念

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一条 trace 链路是由多个与之关联的 span 组成,一条链路整体可以看做是一张有向无环图,各个 span之间的边缘关系被称之为References

  • traceId: 每条链路只有唯一的 traceId
  • spanId : 每个节点为一个 span ,存在层级关系

如何自己实现一套 Tracer

引用 SOFATracer 链路透传原理:

  • 跨进程的透传,即如何将链路数据从一个进程传递到下游进程中
  • 线程中的透传

    • 当前请求跨进程调用结束之后,当前如何恢复 tracer 上下文信息
    • 如何实现跨线程的透传,如在当前线程中起一个异步线程的场景

TracerId & SpanId 生成规则

TraceId 生成规则:

 服务器 IP + 产生 ID 时候的时间 + 自增序列 + 当前进程号

0ad1348f1403169275002100356696

SpanId 生成规则:

root 节点为0,后续以 . 分割,不断分层延续

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跨进程透传 TracerId

SOFATracer 为例 描述一下,一个 Http 请求是如何跨进程间进行传输的.

SofaTracer 源码地址:

https://github.com/sofastack-guides/sofa-tracer-guides/tree/master/tracer-sample-with-springmvc

在一个 Http 请求中, 当请求经过 FilterSOFATracer 做的主要就是判断当前请求的header中是否存在 traceId, spanId

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从依赖包中,我们可以看到,只有一个filter

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Header存在 Tracer 信息

将上下文信息,存放到 ThreadLocal

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Header 不存在 Tracer 信息

创建一个新的 上下文, 生成 traceIdspanId ,然后存放到 ThreadLocal

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跨线程透传 TracerId

通过深拷贝,创建一个新的上线文信息, 将 SofaTracerSpanContext 传递到子线程中

public SofaTracerSpanContext cloneInstance() {
  // 重新构建一个 SofaTracerSpanContext 对象实例
  // 这里会以当前父线程中的 tracerId,spanId,parentId以及采样信息 作为构建构建参数
  SofaTracerSpanContext spanContext = new SofaTracerSpanContext(this.traceId, this.spanId,
  this.parentId, this.isSampled);
  // 系统透传数据
  spanContext.addSysBaggage(this.sysBaggage);
  // 业务透传数据
  spanContext.addBizBaggage(this.bizBaggage);
  spanContext.childContextIndex = this.childContextIndex;
  return spanContext;
}

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手撸一个 DEMO

MyFilter

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总结

原理看着挺简单,但是实际使用上,还要考虑很多方面的问题, 如果日志收集,日志分析,traceId 生成规则等等,感兴趣的大伙可以去看一下源码: 传送门

感谢大家的阅读,希望对大家有所帮助,我是 九灵 ,有需要交流的童鞋可以 加我wx,Jayce-K,最近致力于帮助更多小伙伴加入大厂,欢迎来撩~


九灵
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