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資訊專欄INFORMATION COLUMN

分布式調(diào)用跟蹤實(shí)戰(zhàn)

jlanglang / 2231人閱讀

摘要：為了追蹤一個(gè)請求完整的流轉(zhuǎn)過程，我可以給請求分配一個(gè)唯一的，當(dāng)請求調(diào)用其他服務(wù)時(shí)，我們傳遞這個(gè)。這是一個(gè)簡單的實(shí)現(xiàn)分布式調(diào)用追蹤的實(shí)踐，以上。

背景

分布式環(huán)境下，跨服務(wù)之間的調(diào)用錯(cuò)綜復(fù)雜，如果突然爆出一個(gè)錯(cuò)誤，雖然有日志記錄，但到底是哪個(gè)服務(wù)出了問題呢？是移動端傳的參數(shù)有錯(cuò)誤，還是系統(tǒng)X或者系統(tǒng)Y提供的接口導(dǎo)致？在這種情況下，錯(cuò)誤排查起來就非常費(fèi)勁。

為了追蹤一個(gè)請求完整的流轉(zhuǎn)過程，我可以給請求分配一個(gè)唯一的traceId，當(dāng)請求調(diào)用其他服務(wù)時(shí)，我們傳遞這個(gè)traceId。在輸出日志時(shí)，將這個(gè)traceId打印到日志文件中，這樣，從日志文件中，根據(jù)traceId就可以分析一個(gè)請求完整的調(diào)用過程，若更進(jìn)一步，還可以做性能分析。

TraceID在Http服務(wù)中的實(shí)現(xiàn)

在一個(gè)服務(wù)的內(nèi)部，我們不希望在調(diào)用每個(gè)方法時(shí)，都帶上traceId這個(gè)參數(shù)（這樣實(shí)在太蠢了- . -）。

在Java中，我們一般將traceId放到ThreadLocal中，這樣在打印日志時(shí)，日志框架從ThreadLocal取出traceId，和其他需要打印的信息一起打印出來。這樣對框架的使用者來說，traceId就是透明的，并不需要去關(guān)注它。

我們來看代碼實(shí)現(xiàn)：

/**
 * 建立日志MDC上下文屬性的攔截器
 */
public class WebLogMdcHandlerInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {

    /**
     * traceId一般由前端的負(fù)載生成,比如Nignx
     */
    private boolean generateTraceId = false;

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        String ctxTraceId = null;
        String ctxOpId = null;

        // 判斷Http header中是否有traceId字段,如果沒有,則通過隨機(jī)數(shù)生成
        if (StringUtils.isNotBlank(request.getHeader(Conventions.TRACE_ID_HEADER))) {
            ctxTraceId = request.getHeader(Conventions.TRACE_ID_HEADER);
        } else if (generateTraceId) {
            ctxTraceId = getTraceId();
        }

        ctxOpId = UUID.randomUUID().toString();
        MDC.put(Conventions.CTX_TRACE_ID_MDC, ctxTraceId + "," + ctxOpId);

        return true;
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        MDC.clear();
    }

    // 通過隨機(jī)數(shù)生成traceId,也可以通過其他方式實(shí)現(xiàn),只要保證唯一即可
    private static String getTraceId() {
        Random random = new Random();
        String rs1 = String.valueOf(random.nextInt(10000));
        String rs2 = String.valueOf(random.nextInt(10000));
        return rs1 + rs2;
    }

    public void setGenerateTraceId(boolean generateTraceId) {
        this.generateTraceId = generateTraceId;
    }
}

實(shí)現(xiàn)其實(shí)比較簡單，使用MDC（Mapped Diagnostic Contexts）來實(shí)現(xiàn)，logback和log4j支持MDC，MDC的底層實(shí)現(xiàn)其實(shí)很容易理解，就是通過ThreadLocal來維護(hù)key-value，源碼如下：

public final class LogbackMDCAdapter implements MDCAdapter {

    final InheritableThreadLocal> copyOnInheritThreadLocal = new InheritableThreadLocal>();
    ...
    ...
}

WebLogMdcHandlerInterceptor繼承了HandlerInterceptorAdapter，HandlerInterceptorAdapter是一個(gè)攔截器適配器，我們實(shí)現(xiàn)了它其中的2個(gè)方法：

preHandle: 實(shí)現(xiàn)處理器的預(yù)處理

afterCompletion: 整個(gè)請求處理完畢回調(diào)方法，可以進(jìn)行一些資源清理

我們在afterCompletion方法中對MDC進(jìn)行了clear操作，底層調(diào)用了ThreadLocal的remove方法，清除當(dāng)前線程中的線程局部變量。其作用有兩個(gè)，一是防止ThreadLocal導(dǎo)致的內(nèi)存溢出，二是Tomcat容器線程復(fù)用時(shí)，新請求會依舊使用原來的MDC中的traceId，會導(dǎo)致traceId的"串碼"現(xiàn)象。

我們再來講一下preHandle方法中的ctxOpId，即我們向MDC中不僅僅寫入http header中的traceId，還通過UUID生成了一個(gè)ctxOpId。

如上圖，A服務(wù)的某個(gè)方法連續(xù)調(diào)用了B服務(wù)的某個(gè)接口3次（可能是重試機(jī)制導(dǎo)致，也有可能確實(shí)是業(yè)務(wù)邏輯），如何區(qū)分這3次調(diào)用呢？只通過traceId無法區(qū)分，因?yàn)檫@三次的traceId都相同，所以每次調(diào)用時(shí)UUID生成ctxOpId，來區(qū)分這三次調(diào)用。

然后在logback.xml文件中配置pattern，如下：

%d %-5level [%X{ctxTraceId}][%thread] %logger{5} - %msg%n

具體打印日志時(shí)，會根據(jù)pattern格式打印，各字段的含義可自行百度。

最后，當(dāng)我們在調(diào)用其他Http服務(wù)時(shí)，先獲取當(dāng)前線程的ThreadLocal上下文，將traceId寫入http client的header中，從而達(dá)到跨服務(wù)傳遞traceId。

這是一個(gè)簡單的實(shí)現(xiàn)分布式調(diào)用追蹤的實(shí)踐，以上。

原文鏈接

https://segmentfault.com/a/11...

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