Spring Cloud構建微服務架構：分布式服務跟蹤（跟蹤原理）
通過上一篇《分布式服務跟蹤（入門）》的例子，我們已經通過Spring Cloud Sleuth往微服務應用中添加了實現分布式跟蹤具備的基本要素。下面通過本文來詳細說說實現分布式服務跟蹤的一些要點。
分布式系統中的服務跟蹤在理論上并不復雜，它主要包括下面兩個關鍵點：
- 為了實現請求跟蹤，當請求發送到分布式系統的入口端點時，只需要服務跟蹤框架為該請求創建一個***的跟蹤標識，同時在分布式系統內部流轉的時候，框架始終保持傳遞該***標識，直到返回給請求方為止，這個***標識就是前文中提到的Trace ID。通過Trace ID的記錄，我們就能將所有請求過程日志關聯起來。
- 為了統計各處理單元的時間延遲，當請求達到各個服務組件時，或是處理邏輯到達某個狀態時，也通過一個***標識來標記它的開始、具體過程以及結束，該標識就是我們前文中提到的Span ID，對于每個Span來說，它必須有開始和結束兩個節點，通過記錄開始Span和結束Span的時間戳，就能統計出該Span的時間延遲，除了時間戳記錄之外，它還可以包含一些其他元數據，比如：事件名稱、請求信息等。
在快速入門示例中，我們輕松實現了日志級別的跟蹤信息接入，這完全歸功于spring-cloud-starter-sleuth組件的實現。在Spring Boot應用中，通過在工程中引入spring-cloud-starter-sleuth依賴之后， 它會自動的為當前應用構建起各通信通道的跟蹤機制，比如：
- 通過諸如RabbitMQ、Kafka（或者其他任何Spring Cloud Stream綁定器實現的消息中間件）傳遞的請求
- 通過Zuul代理傳遞的請求
- 通過RestTemplate發起的請求
在快速入門示例中，由于trace-1對trace-2發起的請求是通過RestTemplate實現的，所以spring-cloud-starter-sleuth組件會對該請求進行處理，在發送到trace-2之前sleuth會為在該請求的Header中增加實現跟蹤需要的重要信息，主要有下面這幾個（更多關于頭信息的定義我們可以通過查看org.springframework.cloud.sleuth.Span的源碼獲取）：
- X-B3-TraceId：一條請求鏈路（Trace）的***標識，必須值
- X-B3-SpanId：一個工作單元（Span）的***標識，必須值
- X-B3-ParentSpanId:：標識當前工作單元所屬的上一個工作單元，Root Span（請求鏈路的***個工作單元）的該值為空
- X-B3-Sampled：是否被抽樣輸出的標志，1表示需要被輸出，0表示不需要被輸出
- X-Span-Name：工作單元的名稱
我們可以通過對trace-2的實現做一些修改來輸出這些頭部信息，具體如下：
- @RequestMapping(value = "/trace-2", method = RequestMethod.GET)
- public String trace(HttpServletRequest request) {
- logger.info("===<call trace-2, TraceId={}, SpanId={}>===",
- request.getHeader("X-B3-TraceId"), request.getHeader("X-B3-SpanId"));
- return "Trace";
- }
通過上面的改造，我們再運行快速入門的示例內容，并發起對trace-1的接口訪問，我們可以得到如下輸出內容。其中在trace-2的控制臺中，輸出了當前正在處理的TraceID和SpanId信息。
- -- trace-1
- INFO [trace-1,a6e9175ffd5d2c88,8524f519b8a9e399,true] 10532 --- [nio-9101-exec-2] icationEnhancerBySpringCGLIB27aa9624 : ===<call trace-1>===
- -- trace-2
- INFO [trace-2,a6e9175ffd5d2c88,ce60dcf1e2ed918f,true] 1208 --- [nio-9102-exec-3] icationEnhancerBySpringCGLIBa7d84797 : ===<call trace-2, TraceId=a6e9175ffd5d2c88, SpanId=be4949ec115e554e>===
為了更直觀的觀察跟蹤信息，我們還可以在application.properties中增加下面的配置：
- logging.level.org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet=DEBUG
通過將Spring MVC的請求分發日志級別調整為DEBUG級別，我們可以看到更多跟蹤信息：
- -- trace-1
- 2016-11-27 09:26:52.663 DEBUG [trace-1,a6e9175ffd5d2c88,a6e9175ffd5d2c88,true] 10532 --- [nio-9101-exec-2] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : DispatcherServlet with name 'dispatcherServlet' processing GET request for [/trace-1]
- 2016-11-27 09:26:52.666 DEBUG [trace-1,a6e9175ffd5d2c88,a6e9175ffd5d2c88,true] 10532 --- [nio-9101-exec-2] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Last-Modified value for [/trace-1] is: -1
- 2016-11-27 09:26:52.685 DEBUG [trace-1,a6e9175ffd5d2c88,8524f519b8a9e399,true] 10532 --- [nio-9101-exec-2] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Null ModelAndView returned to DispatcherServlet with name 'dispatcherServlet': assuming HandlerAdapter completed request handling
- 2016-11-27 09:26:52.685 DEBUG [trace-1,a6e9175ffd5d2c88,a6e9175ffd5d2c88,true] 10532 --- [nio-9101-exec-2] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Successfully completed request
- -- trace-2
- 2016-11-27 09:26:52.673 DEBUG [trace-2,a6e9175ffd5d2c88,be4949ec115e554e,true] 1208 --- [nio-9102-exec-3] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : DispatcherServlet with name 'dispatcherServlet' processing GET request for [/trace-2]
- 2016-11-27 09:26:52.679 DEBUG [trace-2,a6e9175ffd5d2c88,be4949ec115e554e,true] 1208 --- [nio-9102-exec-3] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Last-Modified value for [/trace-2] is: -1
- 2016-11-27 09:26:52.682 DEBUG [trace-2,a6e9175ffd5d2c88,ce60dcf1e2ed918f,true] 1208 --- [nio-9102-exec-3] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Null ModelAndView returned to DispatcherServlet with name 'dispatcherServlet': assuming HandlerAdapter completed request handling
- 2016-11-27 09:26:52.683 DEBUG [trace-2,a6e9175ffd5d2c88,be4949ec115e554e,true] 1208 --- [nio-9102-exec-3] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Successfully completed request
本文完整示例：
讀者可以根據喜好選擇下面的兩個倉庫中查看trace-1和trace-2兩個項目：
Github：https://github.com/dyc87112/SpringCloud-Learning/
Gitee：https://gitee.com/didispace/SpringCloud-Learning/
【本文為51CTO專欄作者“翟永超”的原創稿件，轉載請通過51CTO聯系作者獲取授權】
