【九月打卡】第4天 服务调用链追踪-Sleuth

课程名称：Java架构师-技术专家
课程章节： 阶段四 · 服务调用链追踪、消息驱动
课程讲师： 慕课讲师团队

课程内容

链路追踪在微服务中的应用

微服务之间的调用关系图一

• 分布式环境下的链路追踪

• Timing 信息

• 定位链路

• 信息的收集和展示

Sleuth 核心功能和体系架构

Sleuth最核心的功能就是提供链路追踪，在一个用户请求发起到结束的整个过程中，这个Request 经过的所有服务都会被 Sleuth 梳理出来。

比如上面的例子，用户请求访问了服务 A ，接着服务 A 用在内部先后调用了服务 D，C 和 F，在这里 Sleuth 的工作就是通过一种 ”打标“的机制，将这个链路上的所有被访问到的服务打上一个相同的标记，这样我们只要拿到这个标记，旧很容易可以追溯到链路上下游所有的调用。

借助 Sleuth 的链路追踪能力，我们还可以完成一些其它的任务，比如说：

1. 线上故障定位：结合 Tracking Id 寻找上下游链路中所有的日志信息，（这一步还需要借助一些其它开源组件）

2. 依赖分析梳理：梳理上下游依赖关系，理清整个系统中所有微服务之间的依赖关系

3. 链路优化：比如目前有三种途径可以导流到下单接口，通过对链路调用情况的统计分析，我们可以识别出转化率最高的业务场景，从而为以后的产品设计提供指导意见。

4. 性能分析：梳理各个环节的时间消耗，找到性能瓶颈，为性能优化、软硬件资源调配指明方向。

设计原则

• 无业务侵入：不需要对业务代码做任何改动，即可静默接入链路追踪功能。

• 高性能：可以设置采样率，进一步降低开销。

Sleuth架构体系

Sleuth采用集成底层 Log 系统的方式实现业务埋点，下面是它的结构：

那些数据需要埋点

每一个微服务都有自己的 Log 组件（slf4j，logback等各不相同），当我们集成 Sleuth 之后，它便会将链路信息传递给底层 Log 组件，同时 Log 组件会在每行 Log 的头部输出这些数据，这个埋点动作主要会记录两个关键信息：

• 链路 ID 当前调用链的唯一 ID，在这次调用请求开始到结束的过程中，所有经过的节点都拥有一个相同的链路 ID

• 单元 ID 在一次链路调用中会访问不同服务器节点上的服务，每一次服务调用都相当于一个独立单元，也就是说会有一个独立单元 ID。同时每一个独立单元都要知道调用请求来自哪里（就是对当前服务发起直接调用的哪一方的单元ID，记为 Parent Id）

比如这里服务 A 是起始服务，所以它的 EventID（单元Id）和 Trace ID（链路 ID）相同，而服务 B 的前置节点就是 A 节点，所以 B 的Parent Event 就是指向 A 的 Event ID。而 C 在 B 的下游，所以 C 的 Parent Id 就指向 B。A、B 和 C 三个服务都有同一个链路 ID ，但是各自有不同的单元 ID 。

数据埋点之前要解决的问题

• Log系统集成 如何让埋点信息加入到业务 Log 中

• 埋点信息的传递 SpringCloud 中的调用都是通过 HTTP 请求来传递的。

Log 系统集成

我们需要把链路追踪信息加入到业务 Log 中，这些业务 Log 是写在具体服务里的，而不是 Sleuth 单独打印的 log ，因此 Sleuth 需要找到一个合适的切入点，让底层的 Log 组件可以获取链路信息，并且业务代码还不需要做任何改动。

当我们使用”log.info“打印日志的时候，Log 组件会将”写入”动作封装成一个 LogEvent 事件，而这个事件的具体表现形式由 Log Format 和 MDC 共同控制，Format 决定了Log的输出格式，而MDC 决定了输出什么内容。

Log Format Pattern

Log 组件定义了日志输出格式，这和我们平时使用 “String.format" 的方式差不多，集成 Sleuth 之后的Log 输出格式是下面这个样子的。

“%5p [sleuth-traceA,%X{X-B3-TraceId:-},%X{X-B3-SpanId:-},%X{X-Span-Export:-}]”

上面几个 X 开头的占位符，就是需要写入 log 的链路追踪信息了。至于这几个符号分别对应链路信息的那部分。

MDC

MDC是通过 Inheritable ThreadLocal 来实现的，可以携带当前线程的上下文信息。它的底层是一个 Map 结构，存储了一系列 Key-Value 的值。Sleuth 就是借助 Spring 的 AOP 机制，在方法调用的时候配置了切面，将链路追踪数据加入到了 MDC 中，这样在打印 Log 的时候，就能从 MDC 中获取这些值，填入到 Log Format 中的占位符里面。

由于 MDC 基于 Inheritable ThreadLocal 而不是 ThreadLocal 实现，因此假如在当前线程中又开启了新的子线程，那么子线程依然会保留父线程的上下文信息。

课程收获

今天学习了以下内容：

1. sleuth 的职能
2. Sleuth 核心功能和体系架构