AlibabaCloud 核⼼组件链路追踪 Sleuth 和 zipking 实战

链路追踪系统的作用

抛两个常见的问题

• 微服务调用链路出现了问题怎么快速排查？
• 微服务调用链路耗时长怎么定位是哪个服务？

链路追踪系统

• 分布式应用架构虽然满足了应用横向扩展的需求，但是运维和诊断的过程变得越来越复杂，例如会遇到接口诊断困难、应用性能诊断复杂、架构分析复杂等难题，传统的监控工具并无法满足，分布式链路系统由此诞生

核心：将一次请求分布式调用，使用GPS定位串起来，记录每个调用的耗时、性能等日志，并通过可视化工具展示出来

注意：AlibabaCloud 全家桶还没对应的链路追踪系统，我们使用 Sleuth 和 zipking（内部使用的鹰眼）

Sleuth 链路追踪系统

什么是 Sleuth？

• 一个组件，专门用于记录链路数据的开源组件
• 文档：https://spring.io/projects/spring-cloud-sleuth
• 案例

[order-service,96f95a0dd81fe3ab,852ef4cfcdecabf3,false]
    
第一个值，spring.application.name的值
    
第二个值，96f95a0dd81fe3ab ，sleuth生成的一个ID，叫Trace ID，用来标识一条请求链路，一条请求链路中包含一个Trace ID，多个Span ID
    
第三个值，852ef4cfcdecabf3、spanid 基本的工作单元，获取元数据，如发送一个http
    
第四个值：false，是否要将该信息输出到zipkin服务中来收集和展示。

各个微服务添加依赖

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

可视化链路追踪系统Zipkin

什么是 Zipkin？

• 官网：https://zipkin.io/pages/quickstart.html
• 大规模分布式系统的 APM 工具（Application Performance Management），基于 Google Dapper 的基础实现，和 Sleuth 结合可以提供可视化 web 界面分析调用链路耗时情况

同类产品

• 鹰眼（EagleEye）
• CAT
• Twitter开源的Zipkin，结合Sleuth
• Pinpoint，运用 JavaAgent 字节码增强技术
• StackDriver Trace (Google)

开始使用

• 启动服务（jar包可以直接从官网上下载）

java -jar zipkin-server-2.12.9-exec.jar

• 访问入口：http://127.0.0.1:9411/zipkin/
• Zipkin组成：Collector、Storage、Restful API、Web UI组成

Zipkin+Sleuth 整合实战

原理过程

• Sleuth 收集跟踪信息通过 HTTP 请求发送给Zipkin Server
• Zipkin Server 进行跟踪信息的存储以及提供 Rest API 即可
• Zipkin UI 调用其 API 接口进行数据展示默认存储是内存，可也用 mysql 或者 elasticsearch 等存储

微服务加入依赖

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

配置地址和采样百分比配置

spring:
  application:
    name: api-gateway
  zipkin:
    base-url: http://127.0.0.1:9411/ #zipkin地址
    discovery-client-enabled: false  #不用开启服务发现
​
  sleuth:
    sampler:
      probability: 1.0 #采样百分比

注意：

• 默认为0.1，即10%，这里配置1，是记录全部的sleuth信息，是为了收集到更多的数据（仅供测试用）。
• 在分布式系统中，过于频繁的采样会影响系统性能，所以这里配置需要采用一个合适的值。

Zipkin 持久化配置

现存在的问题

• 服务重启会导致链路追踪系统数据丢失

持久化配置：mysql 或者 elasticsearch

• 创建数据库表SQL脚本

CREATE TABLE IF NOT EXISTS zipkin_spans (
  `trace_id_high` BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT 'If non zero, this means the trace uses 128 bit traceIds instead of 64 bit',
  `trace_id` BIGINT NOT NULL,
  `id` BIGINT NOT NULL,
  `name` VARCHAR(255) NOT NULL,
  `remote_service_name` VARCHAR(255),
  `parent_id` BIGINT,
  `debug` BIT(1),
  `start_ts` BIGINT COMMENT 'Span.timestamp(): epoch micros used for endTs query and to implement TTL',
  `duration` BIGINT COMMENT 'Span.duration(): micros used for minDuration and maxDuration query',
  PRIMARY KEY (`trace_id_high`, `trace_id`, `id`)
) ENGINE=InnoDB ROW_FORMAT=COMPRESSED CHARACTER SET=utf8 COLLATE utf8_general_ci;
 
ALTER TABLE zipkin_spans ADD INDEX(`trace_id_high`, `trace_id`) COMMENT 'for getTracesByIds';
ALTER TABLE zipkin_spans ADD INDEX(`name`) COMMENT 'for getTraces and getSpanNames';
ALTER TABLE zipkin_spans ADD INDEX(`remote_service_name`) COMMENT 'for getTraces and getRemoteServiceNames';
ALTER TABLE zipkin_spans ADD INDEX(`start_ts`) COMMENT 'for getTraces ordering and range';
 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS zipkin_annotations (
  `trace_id_high` BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT 'If non zero, this means the trace uses 128 bit traceIds instead of 64 bit',
  `trace_id` BIGINT NOT NULL COMMENT 'coincides with zipkin_spans.trace_id',
  `span_id` BIGINT NOT NULL COMMENT 'coincides with zipkin_spans.id',
  `a_key` VARCHAR(255) NOT NULL COMMENT 'BinaryAnnotation.key or Annotation.value if type == -1',
  `a_value` BLOB COMMENT 'BinaryAnnotation.value(), which must be smaller than 64KB',
  `a_type` INT NOT NULL COMMENT 'BinaryAnnotation.type() or -1 if Annotation',
  `a_timestamp` BIGINT COMMENT 'Used to implement TTL; Annotation.timestamp or zipkin_spans.timestamp',
  `endpoint_ipv4` INT COMMENT 'Null when Binary/Annotation.endpoint is null',
  `endpoint_ipv6` BINARY(16) COMMENT 'Null when Binary/Annotation.endpoint is null, or no IPv6 address',
  `endpoint_port` SMALLINT COMMENT 'Null when Binary/Annotation.endpoint is null',
  `endpoint_service_name` VARCHAR(255) COMMENT 'Null when Binary/Annotation.endpoint is null'
) ENGINE=InnoDB ROW_FORMAT=COMPRESSED CHARACTER SET=utf8 COLLATE utf8_general_ci;
 
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD UNIQUE KEY(`trace_id_high`, `trace_id`, `span_id`, `a_key`, `a_timestamp`) COMMENT 'Ignore insert on duplicate';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`trace_id_high`, `trace_id`, `span_id`) COMMENT 'for joining with zipkin_spans';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`trace_id_high`, `trace_id`) COMMENT 'for getTraces/ByIds';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`endpoint_service_name`) COMMENT 'for getTraces and getServiceNames';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`a_type`) COMMENT 'for getTraces and autocomplete values';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`a_key`) COMMENT 'for getTraces and autocomplete values';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`trace_id`, `span_id`, `a_key`) COMMENT 'for dependencies job';
 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS zipkin_dependencies (
  `day` DATE NOT NULL,
  `parent` VARCHAR(255) NOT NULL,
  `child` VARCHAR(255) NOT NULL,
  `call_count` BIGINT,
  `error_count` BIGINT,
  PRIMARY KEY (`day`, `parent`, `child`)
) ENGINE=InnoDB ROW_FORMAT=COMPRESSED CHARACTER SET=utf8 COLLATE utf8_general_ci;

• 启动命令

java -jar zipkin-server-2.12.9-exec.jar --STORAGE_TYPE=mysql --MYSQL_HOST=127.0.0.1 --MYSQL_TCP_PORT=3306 --MYSQL_DB=zipkin_log --MYSQL_USER=root --MYSQL_PASS=123456