「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?( 二 )


「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?文章插图
OpenTracing 的数据模型 , 主要有以下三个:

  • Trace:一个完整请求链路
  • Span:一次调用过程(需要有开始时间和结束时间)
  • SpanContext:Trace 的全局上下文信息 , 如里面有traceId
为了让大家更好地理解这三个概念 , 我特意画了一张图:
「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?文章插图
如图所示 , 一次下单的完整请求就是一个 Trace 。 TraceId是这个请求的全局标识 。 内部的每一次调用就称为一个 Span , 每个 Span 都要带上全局的 TraceId , 这样才可把全局 TraceId 与每个调用关联起来 。 这个 TraceId 是通过 SpanContext 传输的 , 既然要传输 , 显然都要遵循协议来调用 。 如图所示 , 如果我们把传输协议比作车 , 把 SpanContext 比作货 , 把 Span 比作路应该会更好理解一些 。
理解了这三个概念 , 接下来我们就看看分布式追踪系统是如何采集图中的微服务调用链 。
「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?文章插图
我们可以看到底层有一个 Collector 一直在默默无闻地收集数据 , 那么每一次调用 Collector 会收集哪些信息呢 。
  1. 全局 trace_id:这是显然的 , 这样才能把每一个子调用与最初的请求关联起来
  2. span_id: 图中的 0 , 1 , 1.1 , 2 , 这样就能标识是哪一个调用
  3. parent_span_id:比如 b 调用 d 的 span_id 是 1.1 , 那么它的 parent_span_id 即为 a 调用 b 的 span_id 即 1 , 这样才能把两个紧邻的调用关联起来 。
有了这些信息 , Collector 收集的每次调用的信息如下:
「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?文章插图
根据这些图表信息显然可以据此来画出调用链的可视化视图如下:
「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?文章插图
于是一个完整的分布式追踪系统就实现了 。
以上实现看起来确实简单 , 但有以下几个问题需要我们仔细思考一下:
  1. 怎么自动采集 span 数据:自动采集 , 对业务代码无侵入
  2. 如何跨进程传递 context
  3. traceId 如何保证全局唯一
  4. 请求量这么多采集会不会影响性能
接下来 , 我们来看看链路追踪系统 SkyWalking 是如何解决以上四个问题的 。
链路追踪系统SkyWalking的原理1、怎么自动采集 span 数据
【「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?】SkyWalking 采用了插件化 + javaagent 的形式来实现了 span 数据的自动采集 , 这样可以做到对代码的无侵入性 。 插件化意味着可插拔 , 扩展性好 。 如下图所示:
「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?文章插图
2、如何跨进程传递 context
我们知道数据一般分为 header 和 body , 就像 http 有 header 和 body , RocketMQ 也有 MessageHeader , Message Body 。 body 一般放着业务数据 , 所以不宜在 body 中传递 context , 应该在 header 中传递 context , 如图所示:
「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?文章插图
dubbo 中的 attachment 就相当于 header , 所以我们把 context 放在 attachment 中 , 这样就解决了 context 的传递问题 。
「系统架构」什么是链路追踪?分布式系统如何实现链路追踪?文章插图


推荐阅读