使用Spring Cloud Sleuth和Zipkin进行分布式链路跟踪

桃扇骨 2023-02-17 03:44 10阅读 0赞

原文连接：[使用Spring Cloud Sleuth和Zipkin进行分布式链路跟踪][Spring Cloud Sleuth_Zipkin]  
一般的，一个分布式服务跟踪系统，主要有三部分：数据收集、数据存储和数据展示。根据系统大小不同，每一部分的结构又有一定变化。譬如，对于大规模分布式系统，数据存储可分为实时数据和全量数据两部分，实时数据用于故障排查（troubleshooting），全量数据用于系统优化；数据收集除了支持平台无关和开发语言无关系统的数据收集，还包括异步数据收集（需要跟踪队列中的消息，保证调用的连贯性），以及确保更小的侵入性；数据展示又涉及到数据挖掘和分析。虽然每一部分都可能变得很复杂，但基本原理都类似。  
![img][]  
服务追踪的追踪单元是从客户发起请求（request）抵达被追踪系统的边界开始，到被追踪系统向客户返回响应（response）为止的过程，称为一个“trace”。每个 trace 中会调用若干个服务，为了记录调用了哪些服务，以及每次调用的消耗时间等信息，在每次调用服务时，埋入一个调用记录，称为一个“span”。这样，若干个有序的 span 就组成了一个 trace。在系统向外界提供服务的过程中，会不断地有请求和响应发生，也就会不断生成 trace，把这些带有span 的 trace 记录下来，就可以描绘出一幅系统的服务拓扑图。附带上 span 中的响应时间，以及请求成功与否等信息，就可以在发生问题的时候，找到异常的服务；根据历史数据，还可以从系统整体层面分析出哪里性能差，定位性能优化的目标。

[Spring Cloud Sleuth][Spring Cloud Sleuth_Zipkin]为服务之间调用提供链路追踪。通过Sleuth可以很清楚的了解到一个服务请求经过了哪些服务，每个服务处理花费了多长。从而让我们可以很方便的理清各微服务间的调用关系。此外Sleuth可以帮助我们：

*  耗时分析: 通过Sleuth可以很方便的了解到每个采样请求的耗时，从而分析出哪些服务调用比较耗时;
 *  可视化错误: 对于程序未捕捉的异常，可以通过集成Zipkin服务界面上看到;
 *  链路优化: 对于调用比较频繁的服务，可以针对这些服务实施一些优化措施。

spring cloud sleuth可以结合zipkin，将信息发送到zipkin，利用zipkin的存储来存储信息，利用zipkin ui来展示数据。

这是[Spring Cloud Sleuth][Spring Cloud Sleuth_Zipkin]的概念图：

![img][img 1]

## ZipKin ##

[Zipkin][Spring Cloud Sleuth_Zipkin] 是一个开放源代码分布式的跟踪系统，由Twitter公司开源，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。

每个服务向zipkin报告计时数据，zipkin会根据调用关系通过Zipkin UI生成依赖关系图，显示了多少跟踪请求通过每个服务，该系统让开发者可通过一个 Web 前端轻松的收集和分析数据，例如用户每次请求服务的处理时间等，可方便的监测系统中存在的瓶颈。

Zipkin提供了可插拔数据存储方式：In-Memory、MySql、Cassandra以及Elasticsearch。接下来的测试为方便直接采用In-Memory方式进行存储，生产推荐Elasticsearch。

## 快速上手 ##

### 创建zipkin-server项目 ###

**项目依赖**

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
            <artifactId>zipkin-server</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
            <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

**启动类**

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

使用了`@EnableZipkinServer`注解，启用Zipkin服务。

**配置文件**

eureka:
      client:
        serviceUrl:
          defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
    server:
      port: 9000
    spring:
      application:
        name: zipkin-server

配置完成后依次启动示例项目：`spring-cloud-eureka`、`zipkin-server`项目。刚问地址:`http://localhost:9000/zipkin/`可以看到Zipkin后台页面

![img][img 2]

### 项目添加zipkin支持 ###

在项目`spring-cloud-producer`和`spring-cloud-zuul`中添加zipkin的支持。

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

Spring应用在监测到Java依赖包中有sleuth和zipkin后，会自动在RestTemplate的调用过程中向HTTP请求注入追踪信息，并向Zipkin Server发送这些信息。

同时配置文件中添加如下代码：

spring:
      zipkin:
        base-url: http://localhost:9000
      sleuth:
        sampler:
          percentage: 1.0

spring.zipkin.base-url指定了Zipkin服务器的地址，spring.sleuth.sampler.percentage将采样比例设置为1.0，也就是全部都需要。

Spring Cloud Sleuth有一个Sampler策略，可以通过这个实现类来控制采样算法。采样器不会阻碍span相关id的产生，但是会对导出以及附加事件标签的相关操作造成影响。 Sleuth默认采样算法的实现是Reservoir sampling，具体的实现类是PercentageBasedSampler，默认的采样比例为: 0.1(即10%)。不过我们可以通过spring.sleuth.sampler.percentage来设置，所设置的值介于0.0到1.0之间，1.0则表示全部采集。

这两个项目添加zipkin之后，依次进行启动。

### 进行验证 ###

这样我们就模拟了这样一个场景，通过外部请求访问Zuul网关，Zuul网关去调用`spring-cloud-producer`对外提供的服务。

四个项目均启动后，在浏览器中访问地址：`http://localhost:8888/producer/hello?name=neo` 两次，然后再打开地址： `http://localhost:9000/zipkin/`点击对应按钮进行查看。

点击查找看到有两条记录

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xukrYcWk-1591923638967)(https://i.loli.net/2020/06/11/jGKPMkv3XciysaS.png)\]

点击记录进去页面，可以看到每一个服务所耗费的时间和顺序

![img][img 3]

点击依赖分析，可以看到项目之间的调用关系

![img][img 4]  
原文连接：[使用Spring Cloud Sleuth和Zipkin进行分布式链路跟踪][Spring Cloud Sleuth_Zipkin]

[Spring Cloud Sleuth_Zipkin]: http://www.coder306.cn/?p=257
[img]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9pLmxvbGkubmV0LzIwMjAvMDYvMTEvY0w3dkpTQmFQUjFwckR1LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[img 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9pLmxvbGkubmV0LzIwMjAvMDYvMTEvZ005NHY1SDN3NnRKUWluLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[img 2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9pLmxvbGkubmV0LzIwMjAvMDYvMTEvT043RDh6cHIzWEV1c2RTLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[img 3]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9pLmxvbGkubmV0LzIwMjAvMDYvMTEvSzloT1NvN1J2eHNCY2ZMLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[img 4]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9pLmxvbGkubmV0LzIwMjAvMDYvMTEvaXoxN1dybFJHd3haMlVZLnBuZw?x-oss-process=image/format,png