Nepxion Discovery学习笔记9 链路追踪(Sleuth+Zipkin)

系统管理员 2022-12-18 10:52 198阅读 0赞

# 分布式链路追踪（Distributed Tracing） #

## 就是将一次分布式请求还原成调用链路，进行日志记录，性能监控并将一次分布式请求的调用情况集中展示。 ##

比如各个服务节点上的耗时、请求具体到达哪台机器上、每个服务节点的请求状态等等。

**常见的链路追踪技术有下面这些：**

**cat**

由大众点评开源，基于Java开发的实时应用监控平台，包括实时应用监控，业务监控 。 集成 方案是通过代码埋点的方式来实现监控，比如： 拦截器，过滤器等。 对代码的侵入性很大，集成 成本较高。风险较大。

**pinpoint**

Pinpoint是韩国人开源的基于字节码注入的调用链分析，以及应用监控分析工具。特点 是支持多种插件，UI功能强大，接入端无代码侵入。

**skywalking**

SkyWalking是本土开源的基于字节码注入的调用链分析，以及应用监控分析工具。特点是支持多 种插件，UI功能较强，接入端无代码侵入。目前已加入Apache孵化器。

**Sleuth(主要)**

SpringCloud 提供的分布式系统中链路追踪解决方案。

**zipkin (主要)**

由Twitter公司开源，开放源代码分布式的跟踪系统，用于收集服务的定时数据，以解决微 服务架构中的延迟问题，包括：数据的收集、存储、查找和展现。

**该产品结合spring-cloud-sleuth 使用较为简单**， 集成很方便， 但是功能较简单。

**注意：****SpringCloud alibaba****技术栈中并没有提供自己的链路追踪技术的，我们可以采用****Sleuth +** **Zinkin****来做链路追踪解决方案.**

--------------------

# **Sleuth** #

## SpringCloud Sleuth主要功能就是在分布式系统中提供追踪解决方案。 ##

### 1.Span (基本工作单元) ###

代表了**一组基本的工作单元**。为了统计各处理单元的延迟，当请求到达各个服务组件的时候，也通过**一个唯一标识（****SpanId****）**来标记它的开始、具体过程和结束。通过SpanId的开始和结束时间戳，就能**统计该span的调用时间**，除此之外，我们还可以**获取如事件的名称。请求信息等元数据。**

### 2.Trace (Span的树状集合) ###

由**一组****Trace Id相同的Span****串联形成一个树状结构**。为了实现请求跟踪，当**请求到达分布式系统的 入口端点**时，只需要服务跟踪框架为该请求**创建一个唯一的标识（即****TraceId****）**，同时在分布式系

统内部流转的时候，框架始终保持传递该唯一值，直到整个请求的返回。那么我们就可以**使用该唯 一标识将所有的请求串联起来，形成一条完整的请求链路。**

### 3.Annotation(事件单元) ###

用它记录一段时间内的事件，内部使用的重要注释：

cs（Client Send）客户端发出请求，开始一个请求的生命周期

sr（Server Received）服务端接受到请求开始进行处理， sr－cs = 网络延迟（服务调用的时间）

ss（Server Send）服务端处理完毕准备发送到客户端，ss - sr = 服务器上的请求处理时间

cr（Client Reveived）客户端接受到服务端的响应，请求结束。 cr - sr = 请求的总时间

### 在gateway网关微服务中移入依赖: ###

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

测试接口,可以在控制台看见接口调用的链路信息,四个属性分别表示:**\[微服务名称, traceId, spanid,是否将链路的追踪结果输出到第三方平台\]**

![20201026160605399.png][]

--------------------

# **Zipkin** #

## 要知道为什么会用到Zipkin? ##

**Sleuth可以实现链路追踪**,并将信息**存在每个微服务的日志中**,当一个个查看日志并不方便,同时日志文件越来越多,也不方便查看.

而**Zipkin可以将日志聚合，并进行可视化展示和全文检索。**

## Zipkin 是 Twitter 的一个开源项目，它基于Google Dapper实现，它致力于收集服务的定时数据， 以解决微服务架构中的延迟问题，包括数据的**收集、存储、查找和展现**。 ##

### 作用: ###

1.**收集各服务器上请求链路的跟踪数据**，并通过它提供的REST API接口来**查询跟踪数据**以**实现对分布式系统的监控**程序，从而及时地**发现系统中出现的延迟升高问题**并**找出系 统性能瓶颈的根源**。

2.它提供了UI组件可以帮助我们直观的**搜索跟踪信息和分析请** **求链路明细**，比如：可以**查询某段时间内各用户请求的处理时间**等。

Zipkin 提供了可插拔数据存储方式：**In-Memory、MySql、Cassandra 以及 Elasticsearch。**

## Zipkin 的基础架构: ##

**1.Collector**：**收集器**组件，它主要用于**处理从外部系统发送过来的跟踪信息**，将这些信息**转换为 Zipkin****内部处理的 Span** **格式**，以支持后续的存储、分析、展示等功能。

**2.Storage**：**存储**组件，它主要对处理收集器接收到的跟踪信息，默认会**将这些信息存储在内存中**， 我们也可以**修改存储策略**，通过使用其他存储组件**将跟踪信息存储到数据库中**。

**3.RESTful API**：API 组件，它主要用来**提供外部访问接口**。比如给客户端**展示跟踪信息**，或是外接系统访问以**实现监控**等。

**4.Web UI**：UI 组件， 基于API组件实现的上层应用。通过UI组件用户可以方便而有**直观地查询和分 析跟踪信息**。

## Zipkin CS: ##

Zipkin 分为两端，一个是 **Zipkin** **服务端**，一个是 **Zipkin客户端**，客户端也就是微服务的应用。 客户端会 配置服务端的  URL  地址，一旦发生服务间的调用的时候，会被配置在微服务里面的 **Sleuth**  **监听器**监

听，并**生成相应的**  **Trace 和 Span**  **信息发送给服务端**。

## **ZipKin****服务端安装** ##

[https://dl.bintray.com/openzipkin/maven/io/zipkin/java/zipkin-server/][https_dl.bintray.com_openzipkin_maven_io_zipkin_java_zipkin-server]

下载2.12.9版本,并用cmd命令窗口启动

> java -jar zipkin-server-2.12.9-exec.jar --logging.level.zipkin2=INFO

**logging的默认级别就是INFO(所以也可以不设置)**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70][]![20201026163852104.png][]

通过浏览器访问  http://localhost:9411 访问

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

## **Zipkin****客户端集成** ##

在**每个微服务上**添加依赖(**必须保证接口调用链中的服务都导入了zipkin依赖,否则最终的链路中会识别不到对应的微服务**):

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

配置文件:

spring:
      zipkin:
        base-url: http://127.0.0.1:9411/ #zipkin 服务端的地址
        discoveryClientEnabled: false #让nacos把它当成一个URL，而不要当做服务名
      sleuth:
        sampler:
          probability: 1.0 #采样的百分比

测试接口:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

去到zipkin服务端([http://127.0.0.1:9411/zipkin/][http_127.0.0.1_9411_zipkin])点击查找按钮

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

查找到3个链路追踪日志,选一个看看:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

可以看到链路追踪信息:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

# #

## **ZipKin****数据持久化** ##

### **仅仅是查询到链路追踪是不行的,因为此时数据是存储在内存中的,一旦服务重启就会消失;因此需要实现数据的持久化.** ###

持久化的方式有很多种:**In-Memory、MySql、Cassandra 以及 Elasticsearch。**

**这里主要介绍我认为最简单也是最方便的方式: Elasticsearch.**

新建module模块(shop-zipkin),并导入关键依赖 **zipkin-autoconfigure-ui** 和 **zipkin-server** :

<dependency>
                <groupId>io.zipkin.java</groupId>
                <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
                <version>2.12.9</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>io.zipkin.java</groupId>
                <artifactId>zipkin-server</artifactId>
                <version>2.12.9</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            </dependency>

配置文件:(记得配置nacos,否则会报错:java.lang.IllegalArgumentException: **no server available**)

server:
      port: 9411
    spring:
      application:
        name: service-zipkin
      cloud:
        nacos: #nacos的作用就是一个注册中心
          discovery:
            server-addr: 127.0.0.1:8848

记得导入 **spring-boot-starter-web** 依赖,否则会报错:

Caused by: org.springframework.context.ApplicationContextException: Unable to start ServletWebServerApplicationContext due to missing ServletWebServerFactory bean.
    	at org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext.getWebServerFactory(ServletWebServerApplicationContext.java:206) ~[spring-boot-2.1.3.RELEASE.jar:2.1.3.RELEASE]
    	at org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext.createWebServer(ServletWebServerApplicationContext.java:180) ~[spring-boot-2.1.3.RELEASE.jar:2.1.3.RELEASE]
    	at org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext.onRefresh(ServletWebServerApplicationContext.java:154) ~[spring-boot-2.1.3.RELEASE.jar:2.1.3.RELEASE]
    	... 8 common frames omitted

然后就会看见启动成功了:但是会有**红字警告:**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

这是因为:**SLF4J绑定了多个实现的日志框架**，虽然不影响项目启动，但作为强迫症还是选择将pom文件中将zipkin-server绑定的log4j移除,修改后的依赖为:

<dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
                </artifactId>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>io.zipkin.java</groupId>
                <artifactId>zipkin-server</artifactId>
                <version>2.12.9</version>
                <exclusions>
                    <exclusion>
                        <artifactId>log4j-slf4j-impl</artifactId>
                        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
                    </exclusion>
                </exclusions>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>io.zipkin.java</groupId>
                <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
                <version>2.12.9</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            </dependency>

然后启动又报错,如下:

Caused by: java.lang.NullPointerException: null
    	at zipkin2.autoconfigure.ui.ZipkinUiAutoConfiguration.lambda$uiServerConfigurator$0(ZipkinUiAutoConfiguration.java:179) ~[zipkin-autoconfigure-ui-2.12.9.jar:na]
    	at com.linecorp.armeria.spring.ArmeriaAutoConfiguration.lambda$armeriaServer$0(ArmeriaAutoConfiguration.java:111) ~[armeria-spring-boot-autoconfigure-0.83.0.jar:na]
    	at java.util.ArrayList.forEach(ArrayList.java:1257) ~[na:1.8.0_211]
    	at com.linecorp.armeria.spring.ArmeriaAutoConfiguration.lambda$armeriaServer$1(ArmeriaAutoConfiguration.java:110) ~[armeria-spring-boot-autoconfigure-0.83.0.jar:na]
    	at java.util.Optional.ifPresent(Optional.java:159) ~[na:1.8.0_211]
    	at com.linecorp.armeria.spring.ArmeriaAutoConfiguration.armeriaServer(ArmeriaAutoConfiguration.java:109) ~[armeria-spring-boot-autoconfigure-0.83.0.jar:na]
    	at com.linecorp.armeria.spring.ArmeriaAutoConfiguration$$EnhancerBySpringCGLIB$$167b7a26.CGLIB$armeriaServer$0(<generated>) ~[armeria-spring-boot-autoconfigure-0.83.0.jar:na]
    	at com.linecorp.armeria.spring.ArmeriaAutoConfiguration$$EnhancerBySpringCGLIB$$167b7a26$$FastClassBySpringCGLIB$$641124e0.invoke(<generated>) ~[armeria-spring-boot-autoconfigure-0.83.0.jar:na]
    	at org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy.invokeSuper(MethodProxy.java:244) ~[spring-core-5.1.5.RELEASE.jar:5.1.5.RELEASE]
    	at org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassEnhancer$BeanMethodInterceptor.intercept(ConfigurationClassEnhancer.java:363) ~[spring-context-5.1.5.RELEASE.jar:5.1.5.RELEASE]
    	at com.linecorp.armeria.spring.ArmeriaAutoConfiguration$$EnhancerBySpringCGLIB$$167b7a26.armeriaServer(<generated>) ~[armeria-spring-boot-autoconfigure-0.83.0.jar:na]
    	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) ~[na:1.8.0_211]
    	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) ~[na:1.8.0_211]
    	at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) ~[na:1.8.0_211]
    	at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) ~[na:1.8.0_211]
    	at org.springframework.beans.factory.support.SimpleInstantiationStrategy.instantiate(SimpleInstantiationStrategy.java:154) ~[spring-beans-5.1.5.RELEASE.jar:5.1.5.RELEASE]
    	... 20 common frames omitted

这是因为从 **2.12.6** 版本开始有个较大的更新，迁移使用 Armeria HTTP 引擎。**从此版本开始，若直接添加依赖的 Spring Boot 应用启动会存在冲突**。所以**改为2.12.3版本(其他版本会出问题)**:

<dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
                </artifactId>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>io.zipkin.java</groupId>
                <artifactId>zipkin-server</artifactId>
                <version>2.12.3</version>
                <exclusions>
                    <exclusion>
                        <artifactId>log4j-slf4j-impl</artifactId>
                        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
                    </exclusion>
                </exclusions>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>io.zipkin.java</groupId>
                <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
                <version>2.12.3</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            </dependency>

启动成功,访问[http://127.0.0.1:9411/][http_127.0.0.1_9411]却报错:![20201027095907189.png][]

修改配置文件(**加入关闭自动检测所有请求的配置**):

server:
      port: 9411
    spring:
      application:
        name: service-zipkin
      cloud:
        nacos: #nacos的作用就是一个注册中心
          discovery:
            server-addr: 127.0.0.1:8848
    management:
      metrics:
        web:
          server:
            auto-time-requests: false # 关闭自动检测所有请求

访问[http://127.0.0.1:9411][http_127.0.0.1_9411 1],注意如果设置为其他端口的话,似乎只能检测到当前微服务,而不能检测到其他微服务,这个应该是zipkin后端服务器的地址映射有关系:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

[20201026160605399.png]: /images/20221122/a2a18d40176f49e3adbbbbcd785e2fee.png
[https_dl.bintray.com_openzipkin_maven_io_zipkin_java_zipkin-server]: https://dl.bintray.com/openzipkin/maven/io/zipkin/java/zipkin-server/
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201026163908953.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20201026163852104.png]: /images/20221122/e03d86afd1af419c9629c91a0a5f9efd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221122/f6882f0495fa4b08963acaf34ebf96e5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221122/4f3166fd068b412aae128a4bbff4f880.png
[http_127.0.0.1_9411_zipkin]: http://127.0.0.1:9411/zipkin/
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221122/b59942633a944d7aa04ae510bf0087dc.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221122/fe18055dfc4c44fcac5654b6070c8be9.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221122/108d98f14c074843a1870c492a24f00f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20221122/73325cb363d3477cb21f6ca7b98b3df3.png
[http_127.0.0.1_9411]: http://127.0.0.1:9411/
[20201027095907189.png]: /images/20221122/45fb172f9d3542d69481f2a83620faa2.png
[http_127.0.0.1_9411 1]: http://127.0.0.1:9411/zipkin/traces/72074535ab72a58a
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU4NTM4Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20221122/40f9a54b246340aa94f7d3e2483d9006.png