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Spring Cloud 之链路追踪

本文是松哥所录 《Spring Cloud 实践》视频教程的笔记,视频目录如下,如果大家对视频内容感兴趣,可以在公众号【江南一点雨】后台回复 vhr 查看视频详细介绍。

16.Spring Cloud Sleuth

16.1 简介

在这种大规模的分布式系统中,一个完整的系统是由很多种不同的服务来共同支撑的。不同的系统可能分布在上千台服务器上,横跨多个数据中心。一旦系统出问题,此时问题的定位就比较麻烦。

分布式链路追踪:

在微服务环境下,一次客户端请求,可能会引起数十次、上百次服务端服务之间的调用。一旦请求出问题了,我们需要考虑很多东西:

  • 如何快速定位问题?
  • 如果快速确定此次客户端调用,都涉及到哪些服务?
  • 到底是哪一个服务出问题了?

要解决这些问题,就涉及到分布式链路追踪。

分布式链路追踪系统主要用来跟踪服务调用记录的,一般来说,一个分布式链路追踪系统,有三个部分:

  • 数据收集
  • 数据存储
  • 数据展示

Spring Cloud Sleuth 是 Spring Cloud 提供的一套分布式链路追踪系统。

trace:从请求到达系统开始,到给请求做出响应,这样一个过程成为 trace
span:每次调用服务时,埋入的一个调用记录,成为 span
annotation:相当于 span 的语法,描述 span 所处的状态。

16.2 简单应用

首先创建一个项目,引入 Spring Cloud Sleuth

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
</dependency>

接下来创建一个 HelloController ,打印日志测试:

@RestController
public class HelloController {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(HelloController.class);
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        log.info("hello spring cloud sleuth");
        return "hello spring cloud sleuth";
    }
}

可以给当前服务配置一个名字,这个名字在输出的日志中会体现出来:

spring.application.name=javaboy-sleuth

启动应用,请求 /hello 接口,结果如下:

2020-02-25 00:00:54.049  INFO [javaboy-sleuth,ee118b5d61416401,ee118b5d61416401,false] 2632 --- [nio-8080-exec-1] org.javaboy.sleuth.HelloController       : hello spring cloud sleuth

这个就是 Spring Cloud Sleuth 的输出。

再定义两个接口,在 hello2 中调用 hello3,形成调用链:

@GetMapping("/hello2")
public String hello2() throws InterruptedException {
    log.info("hello2");
    Thread.sleep(500);
    return restTemplate.getForObject("http://localhost:8080/hello3", String.class);
}
@GetMapping("/hello3")
public String hello3() throws InterruptedException {
    log.info("hello3");
    Thread.sleep(500);
    return "hello 3";
}

此时,访问 hello2,会先调用 hello3,拿到返回结果,会给 hello2。

一个 trace 由多个 span 组成,一个trace 相当于就是一个调用链,而一个 span 则是这个链中的每一次调用过程。

Spring Cloud Sleuth 中也可以收集到异步任务中的信息。

开启异步任务:

@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class SleuthApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SleuthApplication.class, args);
    }

    @Bean
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}
···

创建一个 HelloService ,提供一个异步任务方法:

​```java
@Service
public class HelloService {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(HelloController.class);
    @Async
    public String backgroundFun() {
        log.info("backgroundFun");
        return "backgroundFun";
    }
}

再在 HelloController 中调用该异步方法:

@GetMapping("/hello4")
public String hello4() {
    log.info("hello4");
    return helloService.backgroundFun();
}

启动项目进行测试,发现 Sleuth 也打印出日志了,在异步任务中,异步任务是单独的 spanid。

Spring Cloud Sleuth 也可以手机定时任务的信息。

首先开启定时任务支持:

@SpringBootApplication
@EnableAsync
@EnableScheduling
public class SleuthApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SleuthApplication.class, args);
    }

    @Bean
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

然后在 HelloSerivce 中,添加定时任务,去调用 background 方法。

@Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?")
public void sche1() {
    log.info("start:");
    backgroundFun();
    log.info("end:");
}

然后访问 hello4 接口进行测试。

在定时任务中,每一次定时任务都会产生一个新的 Trace,并且在调用过程中,SpanId 都是一致的,这个和普通的调用不一样。

17.Zipkin

Zipkin 本身是一个由 Twitter 公司开源的分布式追踪系统。

Zipkin 分为 server 端和 client 端,server 用来展示数据,client 用来收集+上报数据。

17.1 准备工作

Zipkin 要先把数据存储起来,这里我们使用 Elasticsearch 来存储,所以,首先安装 es 和 es-head。

es 安装命令:

docker run -d --name elasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-node" elasticsearch:7.1.0

可视化工具有三种安装方式:

  1. 直接下载软件安装
  2. 通过 Docker 安装
  3. 安装 Chrome/Firefox 插件(公众号后后台回复 es-head ,获取 Chrome 插件的离线包)

这里采用第 3 种方式。

RabbitMQ 安装
Zipkin 安装:

docker run -d -p 9411:9411 --name zipkin -e ES_HOSTS=192.168.91.128 -e STORAGE_TYPE=elasticsearch -e ES_HTTP_LOGGING=BASIC -e RABBIT_URI=amqp://guest:guest@192.168.91.128:5672 openzipkin/zipkin
  • ES_HOSTS:es 的地址
  • STORAGE_TYPE:数据存储方式
  • RABBIT_URI:要连接的 Rabbit 的地址

17.2 实践

首先来创建一个 Zipkin 项目,添加 web、sleuth、zipkin、rabbitmq、stream :

项目创建好之后,配置 zipkin 和 rabbitmq:

spring.application.name=zipkin01
# 开启链路追踪
spring.sleuth.web.client.enabled=true
# 配置采样比例,默认为 0.1
spring.sleuth.sampler.probability=1
# zipkin 地址
spring.zipkin.base-url=http://192.168.91.128:9411
# 开启 zipkin
spring.zipkin.enabled=true
# 追踪消息的发送类型
spring.zipkin.sender.type=rabbit

spring.rabbitmq.host=192.168.91.128
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=guest
spring.rabbitmq.password=guest

接下来提供一个测试的 HelloController:

@RestController
public class HelloController {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloController.class);

    @GetMapping("/hello")
    public String hello(String name) {
        logger.info("zipkin01-hello");
        return "hello " + name + " !";
    }
}

然后再创建一个 zipkin02,和 zipkin01 的配置基本一致。

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