点评cat系列-应用集成

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消息的基本属性
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消息的几个属性:
type: 定义消息的 category, 比如 SQL 或 RPC 或 HTTP
name: 代表一个动作 action, 详细的内容应该记录到 data 属性中, 而不是 name 属性, 比如:
         对于 SQL type 来讲, name 应该是一个 SQL 模板, 如 select <?> from user where id = <?>
         对于 RPC type 来讲, name 应该是一个远程函数的签名, 如 QueryOrderByUserId(string, int)
         对于 HTTP type 来讲, name 应该是一个 base url, 比如 /api/v8/{int}/orders
status:
         status <>0, 该消息会被认为是一个 problem, 而且该消息不会被聚合, 它会显示在 Web UI 的 problemed logview 中的.
data:
         记录消息的详细内容, 比如:
         If the type is SQL, the data could be id=75442432
         If the type is RPC, the data could be userType=dianping&userId=9987
         If the type is HTTP, the data could be orderId=75442432
timestamp:
         代表消息的创建时刻.
duration:
         duration 只出现在 tranaction 类的消息中, 单位是毫秒
durationStart:
         durationStart 只出现在 tranaction 类的消息中, 它代表 tranaction 开始时刻.

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环境准备
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参考: https://github.com/dianping/cat/blob/master/integration/springMVC-AOP/CAT%E9%83%A8%E7%BD%B2.txt

1. 配置客户端文件, 拷贝 client.xml 文件
LinuxMac 到 /data/appdatas/cat 下.
Windows 到项目程序运行盘的根目录 /data/appdatas/cat 下.

/data/appdatas/cat/client.xml 客户端配置文件的主要内容:
* servers : 定义多个服务端信息;
* server : 定义某个服务端信息;
* ip : 配置服务端（cat-home）对外 IP 地址;
* port : 配置服务端（cat-home）对外 TCP 协议开启端口, 固定值为 2280;
* http-port : 配置服务端（cat-home）对外 HTTP 协议开启端口, 如: tomcat 端口, 若未指定, 默认为 8080 端口;

  <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <config mode="client" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xsi:noNamespaceSchemaLocation="config.xsd">
      <servers>
        <server ip="10.1.5.87" port="2280" http-port="8080" />
        <server ip="10.1.5.88" port="2280" http-port="8080" />
      </servers>
   </config>

2. cat 管理页面上增加一个新的项目名. 

3. 在 Spring 程序中配置 app.properties 文件
  在 src/main/resources/META-INF/app.properties 文件中设定项目名.
  应用的名称（可以根据此名称在 CAT 的管理控制台查找对应的信息）, 应用的名称不要太长, 每个消息的前缀都是应用名.
  内容如: app.name=${appName}

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pom.xml
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3.0 服务器应该需要和 3.0 客户端搭配使用, 2.0 服务器应该是用 2.0 客户端. 这里使用了 3.0 版.
文档和源码见: https://github.com/dianping/cat/tree/master/lib/java

cat-client 3.0.0 jar 包并没有加到 maven 主 repository 中, 需要另加一个 repository 库.

<dependency>
    <groupId>com.dianping.cat</groupId>
    <artifactId>cat-client</artifactId>
    <version>3.0.0</version>
</dependency>

<repository>
    <id>unidal.nexus</id>    
    <url>http://unidal.org/nexus/content/repositories/releases/</url>
</repository>

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程序集成方式
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在我们的业务代码中, 不应该加入很多和 cat 监控相关的代码, 监控代码应该在基础架构中实现, 除非是一些和业务指标相关的监控. 集成 cat 监控的方式有:
方式 1. 直接调用 cat api 实现基本监控.
方式 2. Url 请求监控, 通过注册 CatFilter 实现.
方式 3. 日志类监控, 通过 cat 的 logback 插件实现.
方式 4. SQL 监控, 通过 cat 的 Mybatis Plugin 实现.
方式 5. 直接调用 cat api 实现调用链监控.
方式 6. 使用调用链的 CatCrossHttpClient 和 HttpCatCrossFilter

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方式 1. 直接调用 cat api 实现基本监控
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// transaction 类型的监控
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Transaction t = Cat.newTransaction("some_type", "some_name");  //传入 type 和 name
try {
    // do something here
    double a=1/0;
    t.addData("some detail");
    t.setStatus(Transaction.SUCCESS);
} catch (Exception e) {
    Cat.logError(e);
    t.setStatus(e);
} finally {
    t.complete();
}

//------------------------
// event 类型的监控
//------------------------
//Log an event, 并自动加上 success status and empty data.
Cat.logEvent("URL.Server", "serverIp");

//Log an event with given status and given data
//第三个参数为 status, "0"为正常, 其他为失败, 可以传入 error code 字符串
//第四个参数为 nameValuePairs, 可以按照 url 的 query string 形式传入 kv 清单. 
Cat.logEvent("URL.Server", "serverIp", "failed", "ip=${serverIp}");

//Log exception 
Cat.logError(e);
Cat.logError("error(X) := exception(X)", e);
Cat.logErrorWithCategory("custom-category", e);

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// Metric 的上报
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Cat.logMetricForCount("Order", 100); //还有 logMetricForDuration()

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// 组合消息树
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如果是直接使用 Cat 静态方法调用多次 LogEvent() 方法, 这些 Event 并没有组合到一个消息树, 每个 Event 都是单独一个消息树. 要想将这些 Event 组成一个消息树, 应该使用 MessageProducer 实例的方法, 而不是 Cat 静态方法. 一个消息树以 transaciton 创建为开始, 以 transaction 的 complete() 方法结束.
甚至, 可以在一个消息树中嵌套另一个消息树, 调用链监控就是基于父子消息树嵌套实现的. 

//单个消息树
@RequestMapping("/mix")
public String mix() {
    MessageProducer cat=Cat.getProducer();  // 获取一个 MessageProducer 实例
    Transaction t = cat.newTransaction("URL", "helloEtl");  //传入 type 和 name
    cat.logEvent("EventType", "EventName");
    cat.logMetric("aaaa", "bbb", "200");
    try {
        // do something here
        double a=1/0;
        t.addData("some detail");
        t.setStatus(Transaction.SUCCESS);
    } catch (Exception e) {
        t.setStatus(e);
    } finally {
        t.complete();
    }
    return "mix";    
}

//父子消息树
@RequestMapping("/mix2")
public String mix2() {
    MessageProducer cat=Cat.getProducer();
    Transaction t = cat.newTransaction("URL", "helloEtl");  //传入 type 和 name
    cat.logEvent("EventType", "EventName");
    cat.logMetric("aaaa", "bbb", "200");

    //cat2 为内嵌消息树, 在一个transaction内部, 每新建一个新的transaction, 就采用push stack机制内嵌一个transaction. 
    MessageProducer cat2=Cat.getProducer();
    Transaction t2 = cat2.newTransaction("URL", "helloEtl222");  //传入 type 和 name
    cat2.logEvent("EventType", "EventName");
    t2.complete();

    try {
        // do something here
        double a=1/0;
        t.addData("some detail");
        t.setStatus(Transaction.SUCCESS);
    } catch (Exception e) {
        t.setStatus(e);
    } finally {
        t.complete();
    }
    return "mix2";
}

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方式 2. Url 请求监控, 通过注册 CatFilter 实现.
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监控 Url 访问非常简单, 直接注册一个 CatFilter 即可.
对于 SpringBoot 程序, 参考: https://github.com/dianping/cat/blob/master/integration/spring-boot/CatFilterConfigure.java
对于 Spring MVC 程序, 参考 https://github.com/dianping/cat/blob/master/integration/springMVC-AOP

@Configuration
public class CatFilterConfigure {
    @Bean
    public FilterRegistrationBean catFilter() {
        FilterRegistrationBean registration = new FilterRegistrationBean();
        CatFilter filter = new CatFilter();
        registration.setFilter(filter);
        registration.addUrlPatterns("/*");
        registration.setName("cat-filter");
        registration.setOrder(1);
        return registration;
    }
}

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方式 3. 日志类监控, 通过 cat 的 logback 插件实现.
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参考: https://github.com/dianping/cat/tree/master/integration/logback
如果需要使用 Cat 自定义的 Appender, 需要在 logback.xml 中添加如下配置:

<appender name="CatAppender" class="com.dianping.cat.logback.CatLogbackAppender"></appender>

<root level="info">
    <appender-ref ref="CatAppender" />
</root>

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方式 4. SQL 监控, 通过 cat 的 Mybatis Plugin 实现.
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也很简单, 配置 mybatis 配置插件即可.
参考 https://github.com/dianping/cat/tree/master/integration/mybatis

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方式 5. 直接调用 cat api 实现调用链监控.
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参考 https://www.cnblogs.com/xing901022/p/6237874.html
在微服务环境中, 如果要检查调用链上每个服务的性能, 不是一件很容的事情, 幸好 cat 支持. 在 cat 中仍然可使用 transaction 来将调用次序构成一个链路, 和普通 transaction 不同的是, 它需要提供一个调用的 context, 该 context 主要包含三个 id:
1. RootId, 用于标识唯一一个调用链
2. ParentId, 父 Id 是谁, 谁在调用我.
3. ChildId, 我在调用谁?
另外, 需要服务端和调用端应用程序同属于一个 domain.

Cat 的 Context 是一个接口, 需要我们实现, 由于这个 context 需要跨网络传输, 如果使用 RMI 方式, 实现类要能够序列化; 如果 rest 风格的 http 请求方式, 需要我们将在服务请求时把 context 放到 Http-Header 传到服务提供方.

//Cat Context 接口
public interface Context {
        String ROOT = "_catRootMessageId";
        String PARENT = "_catParentMessageId";
        String CHILD = "_catChildMessageId";

        void addProperty(String var1, String var2);

        String getProperty(String var1);
    }

//Context 的实现类:
public class MyContext implements Cat.Context,Serializable{

    private static final long serialVersionUID = 7426007315111778513L;

    private Map<String,String> properties = new HashMap<String,String>();

    @Override
    public void addProperty(String s, String s1) {
        properties.put(s,s1);
    }

    @Override
    public String getProperty(String s) {
        return properties.get(s);
    }
}

如何初始化和使用一个 context 呢? Cat 已经提供了两个方法, 分别是:
1. logRemoteCallClient(), 该方法用在微服务的调用端, 用来初始化 context.
2. logRemoteCallServer(), 该方法用在微服务的服务端, 将 context 传递给服务端的 threadLocal 变量, 形成消息树的结构.

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方式 6. 使用调用链的 CatCrossHttpClient 和 HttpCatCrossFilter
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通过上面的 API 方式实现调用链监控, 比较复杂, 最好做一些封装.
rest 风格的 http 请求方式, 调用时在服务请求方把消息 id 信息放到 Http-Header 中; 在服务提供方, 用 filter 拦截, 并获得 http-header 中的消息 id, 这样通过埋点, 串联起消息树.

下面的博客, 提供一个服务器端实现了一个 HttpCatCrossFilter,主调端采用 CatCrossHttpClient, 可以大大简化代码.
https://www.cnblogs.com/yeahwell/p/cat.html

下面博客也是一个思路:
https://my.oschina.net/u/129971/blog/688371
https://github.com/summerpotato/cat-monitor/blob/master/src/main/java/net/tomjerry/catmonitor/filter/HttpCatCrossFliter.java

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参考
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深入详解美团点评 CAT 跨语言服务监控（三）CAT 客户端原理
https://blog.csdn.net/caohao0591/article/details/80207806
美团 CAT 集群的搭建与集成
https://kefeng.wang/2018/07/06/tracing-cat/
大众点评 CAT 开源监控系统剖析
https://www.cnblogs.com/yeahwell/p/cat.html
CAT 使用小结 -- 调用链
https://my.oschina.net/u/129971/blog/688371
基于 Cat 的分布式调用追踪
http://www.cnblogs.com/xing901022/p/6237874.html
和 Spring-boot/logback 等集成
https://github.com/dianping/cat/tree/master/integration/
Cat 统一监控平台简单使用
https://my.oschina.net/fuxingCoder/blog/750639
http://fanlychie.github.io/post/springmvc-dubbo-mybatis-with-cat.html
官网客户端
https://github.com/dianping/cat/tree/master/lib
携程开源的 .Net 客户端
https://github.com/ctripcorp/cat.net