【分布式日志系统】springboot+zipkin+dubbo实现链路跟踪（下）

小尘哥

发布于 2022-05-16 14:29:46

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发布于 2022-05-16 14:29:46

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上一篇写了《【分布式日志系统】springboot+zipkin+dubbo实现链路跟踪（上）》《【分布式日志系统】springboot+zipkin+dubbo实现链路跟踪（中）》,有兴趣的小伙伴可以往回翻翻，这一篇解决如何跟踪。

一、基本操作

pom添加依赖（常规操作）；
定义公共跟踪配置类
dubbo服务端和调用端集成相应配置（主要是yaml中配置）；
验证。

二、环境介绍

提示：可能不同的框架版本会导致有些地方不生效（如sleuth不支持apache版的dubbo），大家在集成的过程中有问题可以私信我，共同探讨。主框架版本如下：springboot 2.6.6、 dubbo 2.7.12、 zipkin 2.16.3、 brave 5.13.3 nacos-discovery-spring-boot-starter 0.2.10、 nacos-config-spring-boot-starter 0.2.10、

三工程结构

basic-platform：父工程，管理框架版本等基础依赖；
- basic-common:基础工具包，“定义公共跟踪基础配置类”等均在此工程，其他工程均依赖该工程；
- basic-portal：门户的父工程（pom工程），其下包含三个子工程：
  - server:前后端分离对应的后端服务；
  - portal-api:定义dubbo服务的接口；
  - portal-api-impl:定义portal-api对应的接口实现；
- basic-foundation：基础的父工程（pom工程），其下包含两个子工程：
  - foundation-api:定义dubbo服务的接口；
  - foundation-api-impl:定义 foundation-api对应的接口实现；

四、pom依赖

主要的代码均在basic-common的pom中，添加如下依赖：

<dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.brave</groupId>
            <artifactId>brave-instrumentation-dubbo</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.brave</groupId>
            <artifactId>brave-spring-beans</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.brave</groupId>
            <artifactId>brave-context-slf4j</artifactId>
        </dependency>
        <!--        tracing -->
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.reporter2</groupId>
            <artifactId>zipkin-sender-okhttp3</artifactId>
        </dependency>
        <!--        tracing  & mvc-->
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.brave</groupId>
            <artifactId>brave-instrumentation-spring-webmvc</artifactId>
        </dependency>
        <!--        tracing  & http-->
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.brave</groupId>
            <artifactId>brave-instrumentation-httpclient</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.reporter2</groupId>
            <artifactId>zipkin-sender-okhttp3</artifactId>
        </dependency>

另外，需要定义一个配置类，来处理RPC的tracing，要不会不生效。

package com.wd.basic.common.support.trace;

import brave.CurrentSpanCustomizer;
import brave.SpanCustomizer;
import brave.Tracing;
import brave.context.slf4j.MDCScopeDecorator;
import brave.http.HttpTracing;
import brave.propagation.B3Propagation;
import brave.propagation.ExtraFieldPropagation;
import brave.propagation.ThreadLocalCurrentTraceContext;
import brave.rpc.RpcTracing;
import brave.sampler.Sampler;
import brave.servlet.TracingFilter;
import brave.spring.webmvc.SpanCustomizingAsyncHandlerInterceptor;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnBean;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Import;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
import zipkin2.Span;
import zipkin2.codec.Encoding;
import zipkin2.reporter.AsyncReporter;
import zipkin2.reporter.Sender;
import zipkin2.reporter.okhttp3.OkHttpSender;

import javax.servlet.Filter;

@Configuration
@Import(SpanCustomizingAsyncHandlerInterceptor.class)
public class TracingConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Bean
    Sender sender(@Value("${zipkin.base.url}") String url) {
        return OkHttpSender.newBuilder()
                .encoding(Encoding.PROTO3)
                .endpoint(url)
                .build();
    }

    /**
     * Configuration for how to buffer spans into messages for Zipkin
     */
    @Bean
    @ConditionalOnBean(Sender.class)
    AsyncReporter<Span> spanReporter(Sender sender) {
        AsyncReporter.Builder builder = AsyncReporter.builder(sender);
        builder.queuedMaxSpans(50000);
        builder.queuedMaxBytes(104857600);
        return builder.build();
    }


    /**
     * Controls aspects of tracing such as the service name that shows up in the UI
     */
    @Bean
    Tracing tracing(@Value("${dubbo.application.name}") String applicationName, @Value("${zipkin.enable:false}") Boolean enable, @Autowired(required = false) AsyncReporter spanReporter) {
        Tracing.Builder builder = Tracing.newBuilder()
                .localServiceName(applicationName)
                .propagationFactory(ExtraFieldPropagation.newFactory(B3Propagation.FACTORY, "user-name"))
                .currentTraceContext(ThreadLocalCurrentTraceContext.newBuilder()
                        // puts trace IDs into logs
                        .addScopeDecorator(MDCScopeDecorator.create())
                        .build()
                );
        if (enable) {
            builder.spanReporter(spanReporter);
            builder.sampler(Sampler.ALWAYS_SAMPLE);
        } else {
            builder.sampler(Sampler.NEVER_SAMPLE);
        }
        return builder.build();
    }

    @Bean
    SpanCustomizer spanCustomizer(Tracing tracing) {
        return CurrentSpanCustomizer.create(tracing);
    }

    /**
     * Decides how to name and tag spans. By default they are named the same as the http method
     */
    @Bean
    HttpTracing httpTracing(Tracing tracing) {
        return HttpTracing.create(tracing);
    }


    @Bean
    RpcTracing rpcTracing(Tracing tracing) {
        return RpcTracing.create(tracing);
    }

    /**
     * Creates server spans for http requests
     */
    @Bean
    Filter tracingFilter(HttpTracing httpTracing) {
        return TracingFilter.create(httpTracing);

    }

    @Autowired
    SpanCustomizingAsyncHandlerInterceptor webMvcTracingCustomizer;

    /**
     * Decorates server spans with application-defined web tags
     */
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(webMvcTracingCustomizer);
    }
}

五、其他工程添加配置

前提：所有工程均依赖basic-common。 dubbo工程的provider和consumer均添加如下配置（请注意必须添加dubbo.consumer.filter和dubbo.provider.filter）

dubbo:
  application:
    name: foundationRpc #服务名称
  consumer:
    timeout: 3000 #消费超时时间
    retries: 1 #重试次数
    filter: tracing # 请注意必须添加该配置
    check: false
  provider:
    filter: tracing # 请注意必须添加该配置
  protocol:
    name: dubbo
zipkin:
  enable: true
  base:
    url: http://127.0.0.1:9411/api/v2/spans

六、测试

设计如下调用关系：

server定义http入口：

    @GetMapping("tracing")
    public String exec(){
        log.info("come in tracing");
        return rpcDemoService.tracing();
    }

rpcDemoService为server中定义的service，实现如下：

package com.wd.basic.portal.server.modular.demo.service.impl;

import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import com.wd.basic.foundation.rpc.test.service.DemoRpcService;
import com.wd.basic.portal.rpc.IDemoService;
import com.wd.basic.portal.rpc.ITraceDemoService;
import com.wd.basic.portal.server.modular.demo.service.RpcDemoService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.dubbo.config.annotation.DubboReference;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * rpc演示服务impl
 *
 * @author 小尘哥
 * @date 2022/04/14
 */
@Slf4j
@Service
public class RpcDemoServiceImpl implements RpcDemoService {

    @DubboReference(interfaceClass = IDemoService.class, version = "2.0")
    private IDemoService demoService2;


    @DubboReference(interfaceClass = IDemoService.class, version = "1.0")
    private IDemoService demoService1;

    @DubboReference(interfaceClass = ITraceDemoService.class, version = "1.0")
    private ITraceDemoService traceDemoService;

    @DubboReference(interfaceClass = DemoRpcService.class, version = "1.0")
    private DemoRpcService demoRpcService;

    @Override
    public String tracing() {
        log.info("come in exec service");
        String rpc2 = demoService2.testRpc();
        return StrUtil.join(",", rpc2);
    }
}

IDemoService 定义在portal-api中，实现如下

package com.wd.basic.portal.rpc.impl;


import com.wd.basic.foundation.rpc.test.service.DemoRpcService;
import com.wd.basic.portal.rpc.IDemoService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.dubbo.config.annotation.DubboReference;
import org.apache.dubbo.config.annotation.DubboService;

/**
 * 演示服务impl
 *
 * @author 小尘哥
 * @date 2022/03/16
 */
@Slf4j
@DubboService(interfaceClass = IDemoService.class,version = "2.0")
public class DemoServiceV2Impl implements IDemoService {

    @DubboReference(interfaceClass = DemoRpcService.class, version = "1.0")
    private DemoRpcService demoRpcService;

    @Override
    public String testRpc() {
        log.info("来自统一门户 RPC 测试");
        demoRpcService.testRpc();
        return "调用到了rpc服务 version 2.0.0";
    }
}

DemoRpcService 定义在foundation-api中，实现如下：

package com.wd.basic.foundation.rpc.test.service.impl;

import com.wd.basic.foundation.rpc.test.service.DemoRpcService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.dubbo.config.annotation.DubboService;

/**
 * test Rpc服务
 * @author 上官婉儿
 */
@Slf4j
@DubboService(interfaceClass = DemoRpcService.class,version = "1.0")
public class DemoRpcServiceImpl implements DemoRpcService {

    @Override
    public String testRpc() {
        log.info("来自基础服务 RPC 测试");
        return "RPC服务！ from foundation";
    }
}

七、日志配置

临门一脚了，以上都配置好了，但是哪里能看到效果呢？肯定是需要从日志来跟踪，我们采用springboot推荐的logback来记录日志，请注意日志记录格式，添加了部分内容“【%X{traceId},%X{spanId},%X{parentId}】”，完整配置如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!-- 日志级别从低到高分为TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL，如果设置为WARN，则低于WARN的信息都不会输出 -->
<!-- scan:当此属性设置为true时，配置文件如果发生改变，将会被重新加载，默认值为true -->
<!-- scanPeriod:设置监测配置文件是否有修改的时间间隔，如果没有给出时间单位，默认单位是毫秒。当scan为true时，此属性生效。默认的时间间隔为1分钟。 -->
<!-- debug:当此属性设置为true时，将打印出logback内部日志信息，实时查看logback运行状态。默认值为false。 -->
<configuration scan="true" scanPeriod="10 seconds">
<!--    <include resource="org/springframework/boot/logging/logback/base.xml"
        /> -->
    <contextName>Logback For Basic Platform</contextName>
    <!-- name的值是变量的名称，value的值时变量定义的值。通过定义的值会被插入到logger上下文中。定义变量后，可以使“${}”来使用变量。 -->

    <!-- 定义日志文件 输入位置 -->
    <springProperty scope="context" name="logDir" source="custom.log.dir" defaultValue="D:/logback"/>

    <!-- 定义日志文件 输出级别 -->
    <springProperty scope="context" name="logLevel" source="custom.log.level" defaultValue="info"/>

    <!-- 日志最大的历史 30天 -->
    <springProperty scope="context" name="logMaxHistory" source="custom.log.max-history" defaultValue="180"/>

    <!-- 控制台输出日志 -->
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} 【%X{traceId},%X{spanId},%X{parentId}】 [%thread] %-5level %logger-%msg%n %ex{5}</pattern>
            <charset class="java.nio.charset.Charset">UTF-8</charset>
        </encoder>
    </appender>


    <!--文件日志， 按照每天生成日志文件 -->
    <appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedRollingPolicy">
            <!--日志文件输出的文件名-->
            <fileNamePattern>${logDir}/%d{yyyy-MM-dd}/pf.%i.log.zip</fileNamePattern>

            <maxFileSize>50MB</maxFileSize>  <!-- 日志文件过大会使的编辑器打开非常慢，因此设置日志最大50MB -->
            <!--日志文件保留天数-->
            <maxHistory>${logMaxHistory}</maxHistory>
            <totalSizeCap>10GB</totalSizeCap>  <!-- 总日志大小 -->
        </rollingPolicy>
        <encoder class="ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder">
            <!--格式化输出：%d表示日期，%thread表示线程名，%-5level：级别从左显示5个字符宽度%msg：日志消息，%n是换行符-->
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} 【%X{traceId},%X{spanId},%X{parentId}】 [%thread] %-5level %logger-%msg%n %ex{5}</pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <!-- 异步输出 -->
    <appender name="dayLogAsyncAppender" class="ch.qos.logback.classic.AsyncAppender">
        <includeCallerData>true</includeCallerData>
        <!-- 不丢失日志.默认的,如果队列的80%已满,则会丢弃TRACT、DEBUG、INFO级别的日志 -->
        <discardingThreshold>0</discardingThreshold>
        <!-- 更改默认的队列的深度,该值会影响性能.默认值为256 -->
        <queueSize>512</queueSize>
        <appender-ref ref="FILE"/>
    </appender>


    <!--专为 spring 定制
     -->
    <logger name="org.springframework" level="${logLevel}"/>

    <!-- root级别 DEBUG -->
    <root level="${logLevel}">
        <!-- 控制台输出 -->
        <appender-ref ref="STDOUT" />
        <!-- 文件输出 -->
        <appender-ref ref="dayLogAsyncAppender" />
    </root>
</configuration>

八、验证

来自server的日志

2022-04-26 16:44:25.817 【2926aa52265ad112,2926aa52265ad112,】 [http-nio-8080-exec-1] INFO  com.wd.basic.portal.server.modular.demo.controller.RpcDemoController-come in tracing
 2022-04-26 16:44:25.826 【2926aa52265ad112,2926aa52265ad112,】 [http-nio-8080-exec-1] INFO  com.wd.basic.portal.server.modular.demo.service.impl.RpcDemoServiceImpl-come in exec service

来自portal-api的日志

 2022-04-26 16:44:25.882 【2926aa52265ad112,6a4da6311934ab65,2926aa52265ad112】 [DubboServerHandler-10.1.252.224:20881-thread-5] INFO  com.wd.basic.portal.rpc.impl.DemoServiceV2Impl-来自统一门户 RPC 测试

来自foundation-api的日志

 2022-04-26 16:44:25.926 【2926aa52265ad112,53dbfb344223ef50,6a4da6311934ab65】 [DubboServerHandler-10.1.252.224:20880-thread-3] INFO  com.wd.basic.foundation.rpc.test.service.impl.DemoRpcServiceImpl-来自基础服务 RPC 测试

九、日志分析

提取三部分日志中括号中的内容：

统一门户：traceId = 2926aa52265ad112,spanId=2926aa52265ad112，parentId=’’;
统一门户RPC服务：traceId = 2926aa52265ad112,spanId=6a4da6311934ab65，parentId=2926aa52265ad112;
基础服务RPC服务：traceId = 2926aa52265ad112,spanId=53dbfb344223ef50，parentId=6a4da6311934ab65;

说明：

对于server，作为请求入口，因此traceId和spanId相同，无上游服务，因此parentId为空。
对于portal-api服务，parentId=统一门户请求入口的spanId，因此它是统一门户的下游服务。
对于foundation-api服务，parentId=同一门户RPC服务的spanId，因此它是统一门户RPC服务的下游服务。

综上，和测试开始时的设计逻辑一致，由traceId串联整个请求过程，由spanId和parentId构建上下游调用关系，完成dubbo服务之间调用的链路跟踪。

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原始发表：2022-05-04，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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