• SpringCloud之分布式链路跟踪(sleuth)+微服务总结


    分布式链路跟踪介绍

    微服务“跟踪"可以先看几个问题,对于一个大型的微服务架构系统,会有哪些常见问题?

    如何串联调用链,快速定位问题

    如何厘清微服务之间的依赖关系

    如何进行各个服务接口的性能分折

    如何跟踪业务流的处理

    sleuth介绍:

    spring Cloud Sleuth为 spring Cloud提供了分布式跟踪的解决方案,它大量借用了Google Dapper、 Twitter Zipkin和 Apache HTrace的设计,先来了解一下 Sleuth的术语, Sleuth借用了 Dapper的术语。

    span(跨度):基本工作单元。 span用一个64位的id唯一标识。除ID外,span还包含其他数据,例如描述、时间戳事件、键值对的注解(标签), spanID、span父 ID等。 span被启动和停止时,记录了时间信息。初始化 span被称为"rootspan",该 span的 id和 trace的 ID相等。

    trace(跟踪):一组共享"rootspan"的 span组成的树状结构称为 traceo trac也用一个64位的 ID唯一标识, trace中的所有 span都共享该 trace的 ID

    annotation(标注): annotation用来记录事件的存在,其中,核心annotation用来定义请求的开始和结束。

    CS( Client sent客户端发送):客户端发起一个请求,该 annotation描述了span的开 始。

    SR( server Received服务器端接收):服务器端获得请求并准备处理它。如果用 SR减去 CS时间戳,就能得到网络延迟。c)

    SS( server sent服务器端发送):该 annotation表明完成请求处理(当响应发回客户端时)。如果用 SS减去 SR时间戳,就能得到服务器端处理请求所需的时间。

    CR( Client Received客户端接收): span结束的标识。客户端成功接收到服务器端的响应。如果 CR减去 CS时间戳,就能得到从客户端发送请求到服务器响应的所需的时间

    Spring Cloud Sleuth可以追踪10种类型的组件:async、Hystrix,messaging,websocket,rxjava,scheduling,web(Spring MVC Controller,Servlet),webclient(Spring RestTemplate)、Feign、Zuul

    下面通过一张图来看一下一个简单的微服务调用链:

    这张图是spring cloud 官方给出的示例图

    图片详细讲了我们上文所说的概念在调用链中 处于什么状态以及改变

    sleuth整合Zipkin实现分布式链路跟踪

    Zipkin简介:

    Zipkin是 Twitter开源的分布式跟踪系统,基于 Dapper的论文设计而来。它的主要功能是收集系统的时序数据,从而追踪微服务架构的系统延时等问题。 Zipkin还提供了一个非常友好的界面,来帮助分析追踪数据。官网地址:http://zipkin.

    为什么要Zipkin

    因为sleuth对于分布式链路的跟踪仅仅是一些数据的记录, 这些数据我们人为来读取和处理难免会太麻烦了,所以我们一般吧这种数据上交给Zipkin Server 来统一处理.

    我们新建一个Zipkin Server项目,然后引入依赖:

    <dependency>
      <groupId>io.zipkin.java</groupId>
      <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
      <version>2.8.4</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.zipkin.java</groupId>
      <artifactId>zipkin-server</artifactId>
      <version>2.8.4</version>
    </dependency>
    

    在启动类上加入注解:@EnableZipkinServer:

    @EnableZipkinServer
    @SpringBootApplication
    public class AppSleuth {
      public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(AppSleuth.class);
     }
    }
    

    yml文件加上如下配置:

    management:
        metrics:
         web:
          server:
           autoTimeRequests: false  

    这个配置解释一下: 在zipkin2.7.x以后便不支持自定义服务器需要使用官方的版本或者Docker 但是如果还是要使用的话就得加上这个配置。

    完成上面的步骤之后,我们启动项目, 你会发现Zipkin 的专属图标, 会发现它是基于spring boot来的,然后打开浏览器 访问: /zipkin/

    看到这个页面, 基本上你的zipkin server搭建完毕了

    这是用来查询分布式链路数据的页面, 这里列出了查询条件, 从第一行开始从左到右分别是:

    微服务名称(就是你配置文件里面的application name) ,

    span(即上文所解释的)名称 ;

    时间段 ;

    自定义查询条件;

    一次调用链的持续时间;

    一页数量;

    排序规则;

    目前来讲,我们肯定是查询不到数据的, 我们把我们自己的微服务和 sleuth整合 并把数据上传到zipkin server

    sleuth微服务整合Zipkin

    首先 我们需要依赖sleuth 和 sleuth与zipkin的整合依赖:

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

    然后在微服务中加入以下配置:

    spring:
     zipkin:
      base-url: http://localhost:9000  #指定Zipkin server地址
     sleuth:
      sampler:
       probability: 1.0  #request采样的数量 默认是0.1 也即是10% 顾名思义 采取10%的请求数据因为在分布式系统中,数据量可能会非常大,因此采样非常重要。我们示例数据少最好配置为1全采样

    然后启动微服务并模拟一次调用链 我这里是用user 微服务调用了power微服务 (注意,每个微服务都需要和zipkin整合)

    调用完成之后 我们去zipkin server 页面去看看:

    这里我模拟了2条请求 一个是正常的 一个是不正常的正常的就不看了 我们看看不正常的是什么样子的

     

    他会显示你的微服务调用耗时并且在哪个阶段出了错误 还会把微服务名给显示出来(因为我这里就是在user这里出错的 所以这里显示的是user 如果是power微服务出错了 那么这个微服务名就会变成power) 而且可以点击进去查看详情:

     他会把具体的错误信息给你展示出来 方便错误的定位。

    zipkin server 数据持久化问题

    上面介绍了如何把分布式链路调用信息上传到 zipkin server 但是 有一个问题:

    当zipkin重启后我们的分布式链路数据全部清空了。因为zipkin server 默认数据是存储在内存当中, 所以当你服务重启之后内存自然而然也就清空了。

    使用Elasticsearch 做数据持久化

    Elasticsearch 下载地址:https://www.elastic.co/cn/downloads/elasticsearch

    下载完是个压缩包 解压出来 打开bin目录 找到elasticsearch.bat文件启动

    等他启动一会儿然后在页面上输入localhost:9000看见如下信息说明Elasticsearch 启动好了:

     zipkin 与 Elasticsearch整合:首先 我们在我们的zipkin server里面引入依赖:

    <dependency>
      <groupId>io.zipkin.java</groupId>
      <artifactId>zipkin-autoconfigure-storage-elasticsearch-http</artifactId>
      <version>2.3.1</version>
    </dependency>
    

    然后在yml加入配置:

    zipkin:
    storage:
     type: elasticsearch
     elasticsearch:
      cluster: elasticsearch
      hosts: http://localhost:9200
      index: zipkin 

    至此 zipkin的数据便和Elasticsearch整合起来了,现在再启动zipkin server 并且存储几条数据, 就算重启, 数据
    还会在上面。

    微服务总结

    由上图可以发现, spring cloud 把各个组件相互配合起来, 整合成一套成熟的微服务架构体系

    其中, 由eureka做服务注册与发现,很好的把各个服务链接起来

    ribbon+fegin提供了微服务的调用和负载均衡解决方案

    hystrix 负责监控微服务之间的调用情况,以及降级和熔断保护

    Hystrix dashboard监控Hystrix的熔断情况以及监控信息以图形化界面展示

    spring cloud config 提供了统一的配置中心服务

    所有外来的请求由zuul统一进行路由和转发,起到了API网关的作用

    Sleuth+Zipkin把我们微服务的追踪数据记录下来并展示方便我们进行后续分析

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