分布式链路追踪要怎么玩
微信公众号：moon聊技术
关注选择“ 星标 ”， 重磅干货，第一 时间送达！
[如果你觉得文章对你有帮助，欢迎关注，点赞，转发]
image
前言
最近公司服务出现了一个bug，问题一直没有查出来在哪里，主要是某个接口调用两个应用的日志输出都没有问题，并且在整个请求链路较长，仅仅定位这个问题就定位了很久，效率奇低，于是'在moon的强烈要求下',准备在各服务接入分布式链路追踪框架了。
为什么需要分布式链路追踪
截屏2021-03-23 下午5.41.06.png
在现有的微服务体系架构下，随着服务数量的增多，服务与服务之间的关联关系错综复杂，一个请求下发后可能会经过N个服务处理后才返回响应，所以，当出现bug时，开发人员只能依靠日志一个个排查，效率低的可怕，于是，分布式链路追踪成为了你的最优解。
当然这只是其中一个因素，分布式链路追踪能够解决服务链路的问题，他还可以做到:
- 1:查询每个应用的ip
- 2:各个接口响应了多长时间，网络开销是多少
- 3:应用的执行时间，是否执行成功
- 4:总共消耗了多长时间
- 5:每个接口返回了什么内容，请求的内容又是什么？
- 6:每个应用调了多少次数据库？ ..................
trace_ID
那么怎么样才能判断一个请求发起到结束究竟经过了哪些服务呢？
大家肯定想到了一个唯一Id来实现，就是说，我的请求在发起时，创建一个全局的唯一Id，然后在后面的请求传递的时候都把这个Id带上，这样，就可以通过这个唯一Id来判断究竟经过了哪些服务。
如下图:
截屏2021-03-23 下午5.41.12.png
我们可以通过trace_ID清晰的发现一个从A开始的请求都经过了那些服务
span_ID
现在我们知道了所有调用的服务，但是我们还会发现一个问题，我们发现A服务在调用B服务的时候，会B会调用两个服务，一个是服务C，一个是服务B，那么这个先后关系有要怎么判断呢？
截屏2021-03-23 下午5.41.18.png
没错，就是再引入一个span_ID来判断服务的先后调用顺序，如图，就可以判定调用链路为
服务A->服务B->服务C->服务D->服务E->服务F
parent_ID
当然，父子间的调用关系我们就可以用一个parent_ID去管理了
截屏2021-03-23 下午5.41.24.png
比如：我们看到服务C的parent_ID为2，那么我们就知道span_ID为2的服务调用了服务C，也就是服务B调用了服务C
OpenTracing是什么
由于各种调用链监控产品层出不穷，各式各样，为了避免碎片化，促进互操作性，社区诞生了一个叫做OpenTracing的标准化组织，制定了一些链路跟踪的API规范，并且提供了一些框架和库，这些框架和库实现了它制定的那些API规范。而且它是一个独立开放的项目，现在已经是云原生基金会（Cloud Native Computing Foundation, CNCF）的项目了。任何组织和个人都可以贡献符合API规范的库/框架。
截屏2021-03-25 上午10.50.30.png
OpenTracing提供的框架和库需要重点说明的是，并不做分析,所以其并不是一个完备的链路系统.
OpenTracing旨在标准化Trace数据结构和格式，其目的是：
- 不同语言开发的Trace客户端的互操作性，只要遵循OpenTracing标准，就都可以对接OpenTracing兼容的监控后端。
- Tracing监控后端的互操作性，只要遵循OpenTracing标准，企业可以根据需要替换具体的Tracing监控后端产品，比如从Zipkin替换成Skywalking等后端。
分布式链路跟踪系统的数据模型：
在OpenTracing规范中，有三个关键的，相关关联的类型：Tracer，Span和SpanContext。
Traces(一般翻译为链路)：一起请求从发出，然后经过多个模块（这个模块可能是函数或者系统，或者都有），最终得到请求回复，整个请求按照调用时间和关系串起来就是一个trace。
Span则是组成trace的最基本单元，它一般代表分布式系统中一个独立的工作单元。一个Span包含如下几部分：
-
操作名称：一般用于展示、过滤、聚合
-
开始和结束时间戳：用于计算耗时 由key-value组成的Tags：用于添加一些时间无关的信息（可选） 由key-value组成并包含时间戳的Logs：用于添加一些时间相关的信息（可选）
-
SpanContext。一般包含两部分数据：
- （1）span的状态数据，比如traceID和spanID
- （2）Baggage Items。Baggage是链路跟踪提供的一个通用的跨进程/服务传递数据的方式，格式也是key-value形式的。
-
Trace就是由若干个span组成的有向无环图，图中的每个节点就是Span，连接节点的边称之为References。每个trace有一个唯一标识符traceID，每个span也有一个唯一标识符spanID。一个链路中的所有span的traceID是相同的，但spanID各不相同。一个链路中span典型的调用关系图如下：
截屏2021-03-24 下午4.24.07.png
对应的时间维度为：
截屏2021-03-24 下午4.24.27.png
一个trace的span间有两种可能的关系：
- ChildOf：即父子关系，一个操作可以是另一个操作的子操作，在一个ChildOf引用中，父操作在一定程度上依赖于子操作，可以说，等子操作都完成之后父操作才会完成。
- FollowsFrom：其实也是父子关系，子Span是由父Span调用产生的，但父Span是否完成不依赖于子Span,在这种场景下，子操作仅仅由父操作触发。符合这种关系的操作可以进一步分成很多子类型，。
最后需要介绍的一个概念就是“active span”。一个线程里面可以包含多个span，但同一时刻只能有一个span处于工作状态，这个span称之为ActiveSpan。Span可以有这么几个状态：
- Started
- Not Finished
- Not "active"
- Active Span的状态由ScopeManager管理，但是否实现由开发者决定。另外OpenTracing定义了Inject和Extract接口来简化SpanContext跨进程传递。
总结
1:分布式链路追踪就是将一次完整的请求链路还原，能够清晰的追踪到每个服务的信息。
2：由于分布式链路追踪实现方式多样，于是opentracing组织定制了一个规范，定义了一个标准，最重要的三个指标就是Tracer，Span和SpanContext。
要是觉得文章还不错，顺手点个赞和在看吧，大家的支持就是我最大的动力，还可以关注我的公众号加moon的个人微信，做个萍水之交可好~
