背景
在微服务系统里服务非常的分散，服务日志也分散在各处，多个服务没有统一并且唯一的检索条件，导致问题排查难度很大，因此trace链路追踪技术就应运而生。
一、trace-dubbo组件介绍
github：https://github.com/zbrave429/dubbo-trace
dubbo-trace基于dubbo3.x实现了traceId，spanId链路传递，使用非常简单，代码0侵入，maven直接引入即可
二、设计原理
2.1 原理图
官方文档：https://dubbo.apache.org/zh/docs/v3.0/references/features/attachment/
从图中可以看到，左边为consumer，右边为provider
在consumer端filter里面setAttachment 放入trace参数，在provider端filter里面getAttachment获取trace参数，执行后续处理。
原理已经很清楚了，接下来就是干
2.2 实现方案
- 请求入口将trace信息缓存到ThreadLocal内和Log参数
- consumer在发起dubbo调用时从ThreadLocal内获取trace信息设置到Attachment参数内
- provider接收到请求后从Attachment获取到trace信息缓存到ThreadLocal和Log内
2.2.1 consumer端实现
// CommonConstants.CONSUMER 客户端过滤器
@Activate(group = {CommonConstants.CONSUMER})
public class TraceConsumerFilter implements Filter {
@Override
public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException {
// 1.从ThreadLocal内获取trace信息
Tracer tracer = TraceContext.get();
if (!Objects.isNull(tracer)){
// 2.trace信息设置到Attachment内
setTrace(invocation, tracer);
}
// 3.执行调用
return invoker.invoke(invocation);
}
}
2.2.2 provider端实现
// CommonConstants.PROVIDER
@Activate(group = {CommonConstants.PROVIDER})
public class TraceProviderFilter implements Filter {
@Override
public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException {
// 1.获取attachments参数
Map<String, String> attachments = invocation.getAttachments();
// 2.构建trace信息
Tracer tracer = buildTracer(attachments);
try{
// 3.将trace信息存到ThreadLocal内和Log参数内
initTraceContext(tracer);
// 4.执行业务
return invoker.invoke(invocation);
} finally {
// 5.清除trace信息，防止线程污染
removeTraceContext();
}
}
}
2.2.3 traceId和spanId生成算法
不在本篇文章讨论范围，感兴趣可以自行clone代码
git clone https://github.com/zbrave429/dubbo-trace.git
2.2.4 ThreadLocal局限性
理想状态下trace信息应该在一次请求的所有执行线程内进行传递，但是ThreadLocal无法在子线程内传递，因此java引入了InheritableThreadLocal ，InheritableThreadLocal可以解决主线程创建子线程时，子线程获取缓存数据的场景。但是目前更多的是使用线程池，线程池一般在服务启动时初始化，就导致通过线程池执行异步操作trace信息丢失的问题。
为了彻底解决这个问题我们可以引入阿里的线程池组件transmittable-thread-local，dubbo-trace组件已经集成，原理和使用大家可以自行百度
或参考 https://github.com/zbrave429/async-task
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>transmittable-thread-local</artifactId>
<version>2.12.4</version>
</dependency>
三、使用步骤
3.1.clone项目
git clone https://github.com/zbrave429/dubbo-trace.git
3.2.打包
maven install
3.3.maven工程引入依赖
<dependency>
<groupId>com.brave</groupId>
<artifactId>dubbo-trace</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
3.4.日志输出配置
日志输出格式内增加配置 %X{traceId} %X{spanId}
- %X{traceId}：traceId参数
- %X{spanId}：spanId参数，调用树
3.5.服务入口调用初始化方法
/**
* IdGenEnum idGenEnum id生成器类型，目前支持两种
* UUID - 通过UUID生成的lang整形19位带符号数字
* CURRENT_TIME - 通过（时间戳11位 + 自增ID4位 + 随机数4位）生成的19位字符串
*
* prefix 前缀，拼接在系统内置的算法生成的字符串之前，CURRENT_TIME模式下才有效，
* 用来增强traceId的唯一性，例如：prefix = IP + APPKEY
*/
TraceContext.init(IdGenEnum idGenEnum, String prefix);
总结
希望本篇文章能对大家有所帮助，后续会持续在这个项目上集成更多实用的功能，例如：压测标记传递，泳道测试环境，线上测试链路，打点监控等。github上点个star，多多支持！