Spring cloud系列十四 分布式鏈路監控Spring Cloud Sleuth

1. 概述

Spring Cloud Sleuth實現對Spring cloud 分布式鏈路監控?
本文介紹了和Sleuth相關的內容，主要內容如下：

  • Spring Cloud Sleuth中的重要術語和意義：Span、Trance、Annotation
  • Zipkin中圖形化展示分布式鏈接監控數據并說明字段意義
  • Spring Cloud集成Sleuth + Zipkin 的代碼demo: Sleuth集成Zipkin, Zipkin數據持久化等

2. 術語

Span?
Span是基本的工作單元。Span包括一個64位的唯一ID，一個64位trace碼，描述信息，時間戳事件，key-value 注解(tags)，span處理者的ID（通常為IP）。?
最開始的初始Span稱為根span，此span中span id和 trace id值相同。

Trance?
包含一系列的span，它們組成了一個樹型結構

Annotation?
用于及時記錄存在的事件。常用的Annotation如下

  • cs - Client Sent：客戶端發送一個請求，表示span的開始
  • sr - Server Received：服務端接收請求并開始處理它。(sr-cs)等于網絡的延遲
  • ss - Server Sent：服務端處理請求完成，開始返回結束給服務端。(ss-sr)表示服務端處理請求的時間
  • cr - Client Received：客戶端完成接受返回結果，此時span結束。(cr-sr)表示客戶端接收服務端數據的時間

如果一個服務的調用關系如下：?
這里寫圖片描述

那么此時將Span和Trace在一個系統中使用Zipkin注解的過程圖形化：?
這里寫圖片描述

每個顏色的表明一個span(總計7個spans，從A到G)，每個span有類似的信息

Trace Id = X
Span Id = D
Client Sent
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此span表示span的Trance Id是X，Span Id是D，同時它發送一個Client Sent事件

spans 的parent/child關系圖形化如下：?
這里寫圖片描述

3. 在Zipkin中圖形化展示分布式鏈接監控數據

3.1 spans在zipkin界面的信息解讀

在Zipkin中展示了上圖的跟蹤信息，紅框里是對上圖調用span的跟蹤?
這里寫圖片描述

但是你點擊這個trace時，我們只看到4個span?
這里寫圖片描述

為什么兩個界面顯示的span數量不同，一個是7，一個4.

  • 1 個 spans：來自servier1的接口http:/start 被調用，分別是Server Received (SR) 和 Server Sent (SS) annotations.
  • 2 個 spans：來自 service1 調用service2 的 http:/foo 接口。service1 端有兩個span，分別為 Client Sent (CS) 和 Client Received (CR) annotations。service2 端也有兩個span，分別為Server Received (SR) 和Server Sent (SS) 。物理上他有2個span，但是從邏輯上說這個他們組成一個RPC調用的span。
  • 2個span：來自 service2 調用 service3 的 http:/bar 接口，service2 端有兩個span，分別為Client Sent (CS) 和 Client Received (CR) annotations。service3 端也有兩個span，分別為Server Received (SR) 和Server Sent (SS) 。物理上他有2個span，但是從邏輯上說它們都是同一個RPC調用的span。
  • 2個span：來自 service2 調用 service4 的 http:/bar 接口，service2 端有兩個span，分別為Client Sent (CS) 和 Client Received (CR) annotations。service4 端也有兩個span，分別為Server Received (SR) and Server Sent (SS) 。物理上他有2個span，但是從邏輯上說這個它們都是同一個RPC調用的span。

所以我們計算物理spans有7個：

  • 1個來自 http:/start 被請求
  • 2個來自 service1調用service2
  • 2個來自 service2調用service3
  • 2個來自 service2調用service4.

從邏輯上說，我們只看到4個span:

  • 1個來自 service1 的接口http:/start 被請求
  • 3個來自 服務之前的RCP接口調用

3.2. Zipkin可視化錯誤

如果調用鏈路中發生接口調用失敗，zipkin會默認使用紅色展示信息，如下圖：?
這里寫圖片描述
點擊紅色的span，可以看到詳細的失敗信息：?
這里寫圖片描述

4. Spring Cloud集成Sleuth + Zipkin

本節演示在Spring Cloud中集成Sleuth并將鏈路監控數據傳送到Zipkin，使用Zipkin展示數據，并配置mysql進行數據持久化

4.1. 相關工程

cloud-registration-center?
注冊中心

cloud-service-zipkin?
提供測試服務接口，對外提供有兩個接口：?
- 調用成功后，馬上返回一個結果：?http://127.0.0.1:17602//zipkin/simple?
- 調用成功后，服務sleep 5s后再返回：?http://127.0.0.1:17602//zipkin/sleep

cloud-consumer-zipkin?
消費服務?
此服務會通過Feign調用cloud-service-zipkin里提供的兩個接口(/zipkin/sleep和/zipkin/simple)，我們訪問如下URL會調用的對應的接口：?
http://127.0.0.1:17603//zipkin/simple?
http://127.0.0.1:17603//zipkin/sleep

以上3個服務的代碼比較簡單，這里代碼略，可以自己看github里的代碼。下文中只列出和Sleuth和Zipkin相關的配置。

cloud-dashboard-zipkin?
配置Zipkin服務，提供可視化鏈路監控?
Zipkin首頁：http://127.0.0.1:17601/zipkin/

4.2. 在工程中使用sleuth+zipkin+http配置

在cloud-service-zipkin和cloud-consumer-zipkin中啟動sleuth，sleuth會收集spans信息，并使用http異步地將spans 信息發送到Zipkin，然后Zipkin展示信息

cloud-service-zipkin和cloud-consumer-zipkin配置Sleuth+Zipkin?
2個工程中為了集成Sleuth和Zipkin，需要在普通工程基礎上增加如下配置：

  • pom.xml增加sleuth和zipkin相關的jar
<!-- sleuth配置 -->
<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
</dependency>
<!-- 引入zipkin  -->
<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
</dependency>
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  • application-zipkin.yml?
    Zipkin+Sleuth配置參數：?
    • spring.zipkin.baseUrl：指定cloud-dashboard-zipkin的服務地址，本例子中使用真實的IP。在新的版本spring-cloud-sleuth-core-1.3.0.RELEASE中，可以實現通過服務名稱進行訪問
    • spring.sleuth.sampler.percentage：設置采樣率，為了測試設置100%采集
spring:zipkin:enabled: true# zipkkin dashboard的地址：通過真實IP地址訪問baseUrl: http://localhost:17601/# 通過cloud-dashboard-zipkin注冊到注冊中心的服務名稱訪問，本版本(spring-cloud-sleuth-core-1.2.5.RELEASE)不支持，需要從spring-cloud-sleuth-core-1.3.0.RELEASE開始支持這個功能# 配置如下：# baseUrl: http://cloud-dashboard-zipkin/sleuth:sampler:#  默認值為0.1f，現在為了測試設置100%采集percentage: 1
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cloud-dashboard-zipkin?
配置zipkin服務

  • pom.xml
<!-- spring-cloud-starter-zipkin -->
<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
</dependency>
<!-- zipkin 界面-->
<dependency><groupId>io.zipkin.java</groupId><artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
</dependency>
<!-- zipkin 服務類-->
<dependency><groupId>io.zipkin.java</groupId><artifactId>zipkin-server</artifactId>
</dependency>
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  • 配置參數?
    bootstrap-zipkin-http.yml
# port
server:port: 17601spring:application:# 本服務注冊到注冊到服務器的名稱, 這個名稱就是后面調用服務時的服務標識符name: cloud-dashboard-zipkin
eureka:client:serviceUrl:# 服務器注冊/獲取服務器的zonedefaultZone: http://127.0.0.1:10761/eureka/# defaultZone: http://192.168.21.3:10761/eureka/,http://192.168.21.4:10761/eureka/instance:prefer-ip-address: true
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  • application-zipkin-http.yml?
    關閉本工程的推送到zipkin服務的功能
spring:zipkin:enabled: false
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啟動類：?
@EnableZipkinServer：注解此類為Zipkin服務

@EnableEurekaClient // 配置本應用將使用服務注冊和服務發現
@SpringBootApplication
@EnableZipkinServer // 啟動Zipkin服務
public class ZipkinDashboardCloudApplication {public static void main(String[] args) {args = new String[1];args[0] = "--spring.profiles.active=zipkin-http";SpringApplication.run(ZipkinDashboardCloudApplication.class, args);}
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4.3. 測試

啟動zipkin服務，提供可視化鏈路監控?
Zipkin訪問地址：?http://127.0.0.1:17601/zipkin/

我們演示鏈路跟蹤，訪問以下兩個請求：?
http://127.0.0.1:17603/zipkin/simple?：正常方法?
http://127.0.0.1:17603/zipkin/sleep?：訪問超時

進入zipkin，訪問成功為藍色，失敗為紅部。同時顯示各個服務花費的時間?
這里寫圖片描述

點擊藍色記錄，進入詳細界面?
可知整個接口花費約19ms，cloud-zipkin-service的業務執行15ms，cloud-zipkin-consumer訪問cloud-zipkin-service的 網絡延遲為2ms，返回結果給cloud-zipkin-service的網絡延遲是4s?
這里寫圖片描述

點擊cloud-zipkin-service得到更精確的數據

這里寫圖片描述

4.4. Zipkin數據持久化

默認情況，zipkin存儲記錄到內存，如果服務重啟，則所有記錄丟失。為了保證持久性，zipkin支持Mysql、Elasticsearch、Cassandra存儲。我們演示為zipkin配置MYSQL數據庫，其它兩種配置類似，本文略?
pom.xml為cloud-dashboard-zipkin引入新jar

 <!-- zipkin 存儲到數據庫需要引入此類 -->
<dependency><groupId>io.zipkin.java</groupId><artifactId>zipkin-autoconfigure-storage-mysql</artifactId>
</dependency><!--保存到數據庫需要如下依賴-->
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>6.0.6</version>
</dependency>
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配置參數：?
application-zipkin-http.yml：?
配置啟動時會根據classpath:/mysql.sql初始化數據庫

spring:zipkin:enabled: false# 配置mysqldatasource:schema: classpath:/mysql.sql# url: jdbc:mysql://127.0.0.1/testurl: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test?zeroDateTimeBehavior=convertToNull&serverTimezone=GMT%2b8username: rootpassword: root
# Switch this on to create the schema on startup:initialize: truecontinueOnError: truesleuth:enabled: false
zipkin:storage:type: mysql
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重啟服務，服務成功后，查看數據庫，自動生成數據庫?
這里寫圖片描述

如此數據庫配置完畢，所有的spans信息存儲到數據庫中，重啟服務，也不會丟失記錄

4.5 在工程中使用sleuth+zipkin+ Spring Cloud Stream配置

本版本(spring-cloud-sleuth-core-1.2.5.RELEASE)支持集成spring-cloud-sleuth-stream，但是在新版本從spring-cloud-sleuth-core-1.3.0.RELEASE開始不支持spring-cloud-sleuth-stream。推薦直接使用通過集成RabbitMQ 或 Kafka。關于集成RabbitMQ 或 Kafka，關鍵是引入spring-rabbit 或 spring-kafka依賴包。默認的目的名稱為zipkin.?
對于這個的使用demo。這里暫時略

5. 代碼

以上的詳細的代碼見下面?
github代碼，請盡量使用tag v0.11，不要使用master，因為我不能保證master代碼一直不變

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