Spring Cloud Sleuth使用简介

Spring-Cloud

Spring Cloud为开发者提供了在分布式系统(如配置管理、服务发现、断路器、智能路由、微代理、控制总线、一次性Token、全局锁、决策竞选、分布式会话和集群状态)操作的开发工具。使用SpringCloud开发者可以快速实现上述这些模式。

 

SpringCloud Sleuth

Distributed tracing for Spring Cloud applications, compatiblewith Zipkin, HTrace and log-based(e.g. ELK)tracing.

Spring-Cloud-Sleuth是Spring Cloud的组成部分之一，为SpringCloud应用实现了一种分布式追踪解决方案，其兼容了Zipkin, HTrace和log-based追踪

 

术语(Terminology)

Span：基本工作单元，例如，在一个新建的span中发送一个RPC等同于发送一个回应请求给RPC，span通过一个64位ID唯一标识，trace以另一个64位ID表示，span还有其他数据信息，比如摘要、时间戳事件、关键值注释(tags)、span的ID、以及进度ID(通常是IP地址)

span在不断的启动和停止，同时记录了时间信息，当你创建了一个span，你必须在未来的某个时刻停止它。

Trace：一系列spans组成的一个树状结构，例如，如果你正在跑一个分布式大数据工程，你可能需要创建一个trace。

Annotation：用来及时记录一个事件的存在，一些核心annotations用来定义一个请求的开始和结束

• cs - Client Sent -客户端发起一个请求，这个annotion描述了这个span的开始
• sr - Server Received -服务端获得请求并准备开始处理它，如果将其sr减去cs时间戳便可得到网络延迟
• ss - Server Sent -注解表明请求处理的完成(当请求返回客户端)，如果ss减去sr时间戳便可得到服务端需要的处理请求时间
• cr - Client Received -表明span的结束，客户端成功接收到服务端的回复，如果cr减去cs时间戳便可得到客户端从服务端获取回复的所有所需时间

将Span和Trace在一个系统中使用Zipkin注解的过程图形化：

每个颜色的注解表明一个span(总计7个spans，从A到G)，如果在注解中有这样的信息：

Trace Id = X

Span Id = D

Client Sent

这就表明当前span将Trace-Id设置为X，将Span-Id设置为D，同时它还表明了ClientSent事件。

spans 的parent/child关系图形化：

目的(Purpose)

基于Zipkin的分布式追踪

总计11个spans，如果在Zipkin中查看traces将看到如下图：

但如果你选取一个特殊的trace你将看到8个spans：

当选取一个特殊trace时你会看到合并的spans，这意味着如果有两个spans使用客户端接收发送/服务端接收发送注解发送至Zipkin时，他们将表现为一个单独的span

在展示Span和Trace图形化的图片中有20个颜色标签，Zipkin又是如何接收10个spans的呢？

• 2个span A标签表明span的开始和结束，接近结束时一个单独的span发送给Zipkin
• 4个span B标签实际上是一个有4个注解的单独span，然而这个span是由两个分离的实例组成的，一个由 service 1发出，一个由service 2发出，因此实际上两个span实例是发送到Zipkin并在那合并
• 2个span C标签表明span的开始和结束，接近结束时一个单独的span发送给Zipkin
• 4个span D标签实际上是一个有4个注解的单独span，然而这个span是由两个分离的实例组成的，一个由 service 2发出，一个由service 3发出，因此实际上两个span实例是发送到Zipkin并在那合并
• 2个span E标签表明span的开始和结束，接近结束时一个单独的span发送给Zipkin
• 4个span F标签实际上是一个有4个注解的单独span，然而这个span是由两个分离的实例组成的，一个由 service 2发出，一个由service 4发出，因此实际上两个span实例是发送到Zipkin并在那合并
• 2个span G标签表明span的开始和结束，接近结束时一个单独的span发送给Zipkin

因此1个span来自A，2个span来自B，1个span来自C，2个span来自D，1个span来自E，2个span来自F，1个来自G，总计10个spans。

 

Zipkin中的依赖图：

 

 

Log相关

当使用trace id为2485ec27856c56f4抓取这四个应用的log时，会获得如下输出：

service1.log:2016-02-26 11:15:47.561  INFO [service1,2485ec27856c56f4,2485ec27856c56f4,true] 68058 --- [nio-8081-exec-1] i.s.c.sleuth.docs.service1.Application   : Hello from service1. Calling service2

service2.log:2016-02-26 11:15:47.710  INFO [service2,2485ec27856c56f4,9aa10ee6fbde75fa,true] 68059 --- [nio-8082-exec-1] i.s.c.sleuth.docs.service2.Application   : Hello from service2. Calling service3 and then service4

service3.log:2016-02-26 11:15:47.895  INFO [service3,2485ec27856c56f4,1210be13194bfe5,true] 68060 --- [nio-8083-exec-1] i.s.c.sleuth.docs.service3.Application   : Hello from service3

service2.log:2016-02-26 11:15:47.924  INFO [service2,2485ec27856c56f4,9aa10ee6fbde75fa,true] 68059 --- [nio-8082-exec-1] i.s.c.sleuth.docs.service2.Application   : Got response from service3 [Hello from service3]

service4.log:2016-02-26 11:15:48.134  INFO [service4,2485ec27856c56f4,1b1845262ffba49d,true] 68061 --- [nio-8084-exec-1] i.s.c.sleuth.docs.service4.Application   : Hello from service4

service2.log:2016-02-26 11:15:48.156  INFO [service2,2485ec27856c56f4,9aa10ee6fbde75fa,true] 68059 --- [nio-8082-exec-1] i.s.c.sleuth.docs.service2.Application   : Got response from service4 [Hello from service4]

service1.log:2016-02-26 11:15:48.182  INFO [service1,2485ec27856c56f4,2485ec27856c56f4,true] 68058 --- [nio-8081-exec-1] i.s.c.sleuth.docs.service1.Application   : Got response from service2 [Hello from service2, response from service3 [Hello from service3] and from service4 [Hello from service4]]

如果你使用log集合工具例如Kibana、Splunk等，你可以看到事件的发生信息，Kibana的例子如下：

以下是Logstash的Grok模式：

filter {

       # pattern matching logback pattern

       grok {

              match => { "message" => "%{TIMESTAMP_ISO8601:timestamp}\s+%{LOGLEVEL:severity}\s+\[%{DATA:service},%{DATA:trace},%{DATA:span},%{DATA:exportable}\]\s+%{DATA:pid}---\s+\[%{DATA:thread}\]\s+%{DATA:class}\s+:\s+%{GREEDYDATA:rest}" }

       }

}

 

JSON Logback with Logstash

为了方便获取Logstash，通常保存log在JSON文件中而不是text文件中，配置方法如下：

依赖建立

• 确保Logback在classpath中(ch.qos.logback:logback-core)
• 增加LogstashLogback编码 - version 4.6的例子：net.logstash.logback:logstash-logback-encoder:4.6

Logback建立

以下是一个Logback配置的例子：

• 使用JSON格式记录应用信息到build/${spring.application.name}.json文件
• 有两个添加注释源- console和标准log文件
• 与之前章节使用相同的log模式

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<configuration>

    <include resource="org/springframework/boot/logging/logback/defaults.xml"/>

   

    <springProperty scope="context" name="springAppName" source="spring.application.name"/>

    <!-- Example for logging into the build folder of your project -->

    <property name="LOG_FILE" value="${BUILD_FOLDER:-build}/${springAppName}"/>

 

    <property name="CONSOLE_LOG_PATTERN"

              value="%clr(%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}){faint} %clr(${LOG_LEVEL_PATTERN:-%5p}) %clr([${springAppName:-},%X{X-B3-TraceId:-},%X{X-B3-SpanId:-},%X{X-Span-Export:-}]){yellow} %clr(${PID:- }){magenta} %clr(---){faint} %clr([%15.15t]){faint} %clr(%-40.40logger{39}){cyan} %clr(:){faint} %m%n${LOG_EXCEPTION_CONVERSION_WORD:-%wEx}"/>

 

    <!-- Appender to log to console -->

    <appender name="console" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">

        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">

            <!-- Minimum logging level to be presented in the console logs-->

            <level>INFO</level>

        </filter>

        <encoder>

            <pattern>${CONSOLE_LOG_PATTERN}</pattern>

            <charset>utf8</charset>

        </encoder>

    </appender>

 

    <!-- Appender to log to file -->

    <appender name="flatfile" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">

        <file>${LOG_FILE}</file>

        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">

            <fileNamePattern>${LOG_FILE}.%d{yyyy-MM-dd}.gz</fileNamePattern>

            <maxHistory>7</maxHistory>

        </rollingPolicy>

        <encoder>

            <pattern>${CONSOLE_LOG_PATTERN}</pattern>

            <charset>utf8</charset>

        </encoder>

    </appender>

   

    <!-- Appender to log to file in a JSON format -->

    <appender name="logstash" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">

        <file>${LOG_FILE}.json</file>

        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">

            <fileNamePattern>${LOG_FILE}.json.%d{yyyy-MM-dd}.gz</fileNamePattern>

            <maxHistory>7</maxHistory>

        </rollingPolicy>

        <encoder class="net.logstash.logback.encoder.LoggingEventCompositeJsonEncoder">

            <providers>

                <timestamp>

                    <timeZone>UTC</timeZone>

                </timestamp>

                <pattern>

                    <pattern>

                        {

                        "severity": "%level",

                        "service": "${springAppName:-}",

                        "trace": "%X{X-B3-TraceId:-}",

                        "span": "%X{X-B3-SpanId:-}",

                        "exportable": "%X{X-Span-Export:-}",

                        "pid": "${PID:-}",

                        "thread": "%thread",

                        "class": "%logger{40}",

                        "rest": "%message"

                        }

                    </pattern>

                </pattern>

            </providers>

        </encoder>

    </appender>

   

    <root level="INFO">

        <!--<appender-ref ref="console"/>-->

        <appender-ref ref="logstash"/>

        <!--<appender-ref ref="flatfile"/>-->

    </root>

</configuration>

 

添加进工程

仅Sleuth(log收集)

如果仅需要Spring Cloud Sleuth而不需要Zipkin集成，只需要增加spring-cloud-starter-sleuth模块到你工程中

1. 为了不手动添加版本号，更好的方式是通过Spring BOM添加dependencymanagement
2. 添加依赖到spring-cloud-starter-sleuth

<dependencyManagement> (1)

         <dependencies>

             <dependency>

                 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

                 <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>

                 <version>Brixton.RELEASE</version>

                 <type>pom</type>

                 <scope>import</scope>

             </dependency>

         </dependencies>

   </dependencyManagement>

 

   <dependency> (2)

       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

       <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>

   </dependency>

1. 为了不手动添加版本号，更好的方式是通过Spring BOM添加dependencymanagement
2. 添加依赖到spring-cloud-starter-sleuth

dependencyManagement { (1)

    imports {

        mavenBom "org.springframework.cloud:spring-cloud-dependencies:Brixton.RELEASE"

    }

}

 

dependencies { (2)

    compile "org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-sleuth"

}

 

通过HTTP使用基于Zipkin的Sleuth

如果你需要Sleuth和Zipkin，只需要添加spring-cloud-starter-zipkin依赖

1. 为了不手动添加版本号，更好的方式是通过Spring BOM添加dependencymanagement
2. 添加依赖到spring-cloud-starter-zipkin

<dependencyManagement> (1)

         <dependencies>

             <dependency>

                 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

                 <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>

                 <version>Brixton.RELEASE</version>

                 <type>pom</type>

                 <scope>import</scope>

             </dependency>

         </dependencies>

   </dependencyManagement>

 

   <dependency> (2)

       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

       <artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>

   </dependency>

1. 为了不手动添加版本号，更好的方式是通过Spring BOM添加dependencymanagement
2. 添加依赖到spring-cloud-starter-zipkin

dependencyManagement { (1)

    imports {

        mavenBom "org.springframework.cloud:spring-cloud-dependencies:Brixton.RELEASE"

    }

}

 

dependencies { (2)

    compile "org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-zipkin"

}

 

通过Spring Cloud Stream使用Sleuth+Zipkin

1. 为了不手动添加版本号，更好的方式是通过Spring BOM添加dependencymanagement
2. 添加依赖到spring-cloud-sleuth-stream
3. 添加依赖到spring-cloud-starter-sleuth
4. 添加一个binder(e.g.Rabbit binder)来告诉Spring Cloud Stream应该绑定什么

<dependencyManagement> (1)

         <dependencies>

             <dependency>

                 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

                 <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>

                 <version>Brixton.RELEASE</version>

                 <type>pom</type>

                 <scope>import</scope>

             </dependency>

         </dependencies>

   </dependencyManagement>

 

   <dependency> (2)

       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

       <artifactId>spring-cloud-sleuth-stream</artifactId>

   </dependency>

   <dependency> (3)

       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

       <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>

   </dependency>

   <!-- EXAMPLE FOR RABBIT BINDING -->

   <dependency> (4)

       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

       <artifactId>spring-cloud-stream-binder-rabbit</artifactId>

   </dependency>

1. 为了不手动添加版本号，更好的方式是通过Spring BOM添加dependencymanagement
2. 添加依赖到spring-cloud-sleuth-stream
3. 添加依赖到spring-cloud-starter-sleuth
4. 添加一个binder(e.g.Rabbit binder)来告诉Spring Cloud Stream应该绑定什么

dependencyManagement { (1)

    imports {

        mavenBom "org.springframework.cloud:spring-cloud-dependencies:Brixton.RELEASE"

    }

}

 

dependencies {

    compile "org.springframework.cloud:spring-cloud-sleuth-stream" (2)

    compile "org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-sleuth" (3)

    // Example for Rabbit binding

    compile "org.springframework.cloud:spring-cloud-stream-binder-rabbit" (4)

}

 

Spring Cloud Sleuth Stream Zipkin Collector

启动一个Spring Cloud Sleuth Stream Zipkin收集器只需要添加spring-cloud-sleuth-zipkin-stream依赖

1. 为了不手动添加版本号，更好的方式是通过Spring BOM添加dependencymanagement
2. 添加依赖到spring-cloud-sleuth-zipkin-stream
3. 添加依赖到spring-cloud-starter-sleuth
4. 添加一个binder(e.g.Rabbit binder)来告诉Spring Cloud Stream应该绑定什么

<dependencyManagement> (1)

         <dependencies>

             <dependency>

                 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

                 <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>

                 <version>Brixton.RELEASE</version>

                 <type>pom</type>

                 <scope>import</scope>

             </dependency>

         </dependencies>

   </dependencyManagement>

 

   <dependency> (2)

       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

       <artifactId>spring-cloud-sleuth-zipkin-stream</artifactId>

   </dependency>

   <dependency> (3)

       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

       <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>

   </dependency>

   <!-- EXAMPLE FOR RABBIT BINDING -->

   <dependency> (4)

       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

       <artifactId>spring-cloud-stream-binder-rabbit</artifactId>

   </dependency>

1. 为了不手动添加版本号，更好的方式是通过Spring BOM添加dependencymanagement
2. 添加依赖到spring-cloud-sleuth-zipkin-stream
3. 添加依赖到spring-cloud-starter-sleuth
4. 添加一个binder(e.g.Rabbit binder)来告诉Spring Cloud Stream应该绑定什么

dependencyManagement { (1)

    imports {

        mavenBom "org.springframework.cloud:spring-cloud-dependencies:Brixton.RELEASE"

    }

}

 

dependencies {

    compile "org.springframework.cloud:spring-cloud-sleuth-zipkin-stream" (2)

    compile "org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-sleuth" (3)

    // Example for Rabbit binding

    compile "org.springframework.cloud:spring-cloud-stream-binder-rabbit" (4)

}

之后只需要在你的主类中添加@EnableZipkinStreamServer注解

package example;

 

import org.springframework.boot.SpringApplication;

import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

import org.springframework.cloud.sleuth.zipkin.stream.EnableZipkinStreamServer;

 

@SpringBootApplication

@EnableZipkinStreamServer

public class ZipkinStreamServerApplication {

 

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        SpringApplication.run(ZipkinStreamServerApplication.class, args);

    }

 

}

 

特点(Features)

添加trace和spanid到Slf4J MDC，然后就可以从一个给定的trace或span中提取所有的log，例如

2016-02-02 15:30:57.902  INFO [bar,6bfd228dc00d216b,6bfd228dc00d216b,false] 23030 --- [nio-8081-exec-3] ...

2016-02-02 15:30:58.372 ERROR [bar,6bfd228dc00d216b,6bfd228dc00d216b,false] 23030 --- [nio-8081-exec-3] ...

2016-02-02 15:31:01.936  INFO [bar,46ab0d418373cbc9,46ab0d418373cbc9,false] 23030 --- [nio-8081-exec-4] ...

注意MDC中的[appname,traceId,spanId,exportable]：

• spanId - the id of a specific operation that took place
• appname - the name of the application that logged the span
• traceId - the id of the latency graph that contains the span
• exportable - whether the log should be exported to Zipkin or not. Whenwould you like the span not to be exportable? In the case in which you want towrap some operation in a Span and have it written to the logs only.

在通常的分布式追踪数据模型上提供一种抽象模型：traces、spans(生成一个DAG)、annotations、key-value annotations。基于HTrace是较为宽松的，但Zipkin(Dapper)更具兼容性

Sleuth记录时间信息来帮助延迟分析，使用Sleuth可以精确找到应用中延迟的原因，Sleuth不会log太多，因此不会导致你的应用挂掉

• propagatesstructural data about your call-graph in-band, and the rest out-of-band
• includesopinionated instrumentation of layers such as HTTP
• includessampling policy to manage volume
• canreport to a Zipkin system for query and visualization

使用Spring应用装备出入口点(servletfilter、async endpoints、rest template、scheduled actions、messagechannels、zuul filters、feign client)

Sleuth包含默认逻辑通过http或messaging boundaries来加入一个trace，例如，http传播通过Zipkin-compatiblerequest headers工作，这个传播逻辑定义和定制是通过SpanInjector和SpanExtractor实现提供简单的接受或放弃span

度量(metrics)

如果依赖了spring-cloud-sleuth-zipkin，应用将生成并收集Zipkin-compatible traces，一般会通过HTTP将这些traces发送给一个本地Zipkin服务器(port 9411)，使用spring.zipkin.baseUrl来配置服务的地址

如果依赖了spring-cloud-sleuth-stream，应用将通过Spring Cloud Stream生成并收集traces，应用自动成为tracer消息的生产者，这些消息会通过你的中间件分发(e.g. RabbitMQ,Apache Kafka,Redis)

如果使用Zipkin或Stream，使用spring.sleuth.sampler.percentage配置输出spans的百分比(默认10%)，不然你可能会认为Sleuth没有工作，因为他省略了一些spans

 

SLF4J MDC一直处于工作状态，logback用户可以在logs中立刻看到trace和span id，其他logging系统不得不配置他们自己的模式以得到相同的结果，默认logging.pattern.level设置为%clr(%5p) %clr([${spring.application.name:},%X{X-B3-TraceId:-},%X{X-B3-SpanId:-},%X{X-Span-Export:-}]){yellow}(对于logback用户，这是一种Spring Boot特征)，这意味着如果你没有使用SLF4J这个模式将不会自动适用

抽样(Samling)

在分布式追踪时，数据量可能会非常大，因此抽样就变得非常重要(通常不需要导出所有的spans以得到事件发生原貌)，Spring Cloud Sleuth有一个Sampler战略，即用户可以控制抽样算法，Samplers不会停止正在生成的span id(相关的)，但他们会阻止tags和events附加和输出，默认战略是当一个span处于活跃状态会继续trace，但新的span会一直处于不输出状态，如果所有应用都使用这个sampler，你会在logs中看到traces，但不会出现在任何远程仓库。测试状态资源都是充足的，并且你只使用logs的话他就是你需要的全部(e.g.一个ELK集合)，如果输出span数据到Zipkin或Spring Cloud Stream，有AlwaysSampler输出所有数据和PercentageBasedSampler采样spans确定的一部分。

如果使用spring-cloud-sleuth-zipkin或spring-cloud-sleuth-stream，PercentageBasedSampler是默认的，你可以使用spring.sleuth.sampler.percentage配置输出

通过创建一个bean定义就可以新建一个sampler

@Bean

public Sampler defaultSampler() {

    return new AlwaysSampler();

}

 

Instrumentation

Spring Cloud Sleuth自动装配所有Spring应用，因此你不用做任何事来让他工作，装配是使用一系列技术添加的，例如对于一个servlet web应用我们使用一个Filter，对于SpringIntegration我们使用ChannelInterceptors。

用户可以使用span tags定制关键字，为了限制span数据量，一般一个HTTP请求只会被少数元数据标记，例如status code、host以及URL，用户可以通过配置spring.sleuth.keys.http.headers(一系列头名称)添加request headers。

tags仅在Sampler允许其被收集和输出时工作(默认情况其不工作，因此不会有在不配置的情况下收集过多数据的意外危险出现)

 

Span生命周期

通过Trace接口的方式可以在Span上进行如下操作：

• start -当打开一个span时，其名字被指定且开始时间戳被记录
• close - span已经结束(span的结束时间已被记录)并且如果span是输出的，他将是Zipkin合适的收集项，span在当前线程也将被移除
• continue - span的一个新实例将被创建，然而他将是正是正在运行的span的一个复制体
• detach - span不会停止或关闭，他只会被从当前线程中移除
• create with explicit parent -建立一个新的span并设置一个明确的parent给他

新建和关闭spans

使用Tracer接口可以手动新建spans

// Start a span. If there was a span present in this thread it will become

// the `newSpan`'s parent.

Span newSpan = this.tracer.createSpan("calculateTax");

try {

    // ...

    // You can tag a span

    this.tracer.addTag("taxValue", taxValue);

    // ...

    // You can log an event on a span

    newSpan.logEvent("taxCalculated");

} finally {

    // Once done remember to close the span. This will allow collecting

    // the span to send it to Zipkin

    this.tracer.close(newSpan);

}

在例子中我们可以看到如何新建一个span实例，假设在当前线程中已经有一个span，那么新建的线程将会是这个线程的parent。

新建span后要记得清除他！如果你想要将一个span发送给Zipkin，不要忘记关闭他。

持续(Continuing)spans

有时你不想要新建一个span但你又想持续使用，这种情况的例子可能如下(当然实际依赖于使用情况)：

• AOP -如果在实际应用前已经有一个span新建可用，那么就不需要新建一个span
• Hystrix -对于当前处理流程而言，执行Hystrix操作是最为合理的一部分，实际上只有技术实现细节的话，不必将他作为分离的部分反映在tracing中

span的持续实例等同于正在运行的：

Span continuedSpan = this.tracer.continueSpan(spanToContinue);

assertThat(continuedSpan).isEqualTo(spanToContinue);

可以使用Tracer接口延续一个span

// let's assume that we're in a thread Y and we've received

// the `initialSpan` from thread X

Span continuedSpan = this.tracer.continueSpan(initialSpan);

try {

    // ...

    // You can tag a span

    this.tracer.addTag("taxValue", taxValue);

    // ...

    // You can log an event on a span

    continuedSpan.logEvent("taxCalculated");

} finally {

    // Once done remember to detach the span. That way you'll

    // safely remove it from the current thread without closing it

    this.tracer.detach(continuedSpan);

}

 

新建一个span后记得清除他！如果有些工作在一个线程(e.g. thread X)中已经结束并且他在等待另外的线程(e.g. Y,Z)结束时，不要忘记分离span，在线程Y,Z中的spans在他们工作结束时也应被分离，结果收集完成时thread X中的span应该被关闭

 

使用明确的parent新建spans

如果你想新建一个span并且提供一个明确的parent给他，假设span的parent在一个thread中，而你想在另一个thread中新建span，Tracer接口的startSpan命令就是你需要的。

// let's assume that we're in a thread Y and we've received

// the `initialSpan` from thread X. `initialSpan` will be the parent

// of the `newSpan`

Span newSpan = this.tracer.createSpan("calculateCommission", initialSpan);

try {

    // ...

    // You can tag a span

    this.tracer.addTag("commissionValue", commissionValue);

    // ...

    // You can log an event on a span

    newSpan.logEvent("commissionCalculated");

} finally {

    // Once done remember to close the span. This will allow collecting

    // the span to send it to Zipkin. The tags and events set on the

    // newSpan will not be present on the parent

    this.tracer.close(newSpan);

}

 

记得在新建这样的span后关闭他，否则你在你的log中看到大量的相关warning，更糟糕的是你的span不会正常关闭，这样的话就无法被Zipkin收集

 

命名spans

为span命名是很重要的工作，span名称必须描述了一个操作名称，名称必须要简明(e.g.不包括标识符)。

Since there is a lot of instrumentation going on some of thespan names will be artificial like:

·             controller-method-name when received by a Controller with a methodnameconrollerMethodName

·            async for asynchronous operations done via wrappedCallable andRunnable

·             @Scheduled annotated methods will return the simple nameof the class

Fortunately, for the asynchronous processing you can provideexplicit naming.

@SpanName注解

可以使用@SpanName注解明确命名span

@SpanName("calculateTax")

class TaxCountingRunnable implements Runnable {

 

    @Override public void run() {

        // perform logic

    }

}

在这种情况下，使用下面的方式便命名一个span为calculateTax

Runnable runnable = new TraceRunnable(tracer, spanNamer, new TaxCountingRunnable());

Future<?> future = executorService.submit(runnable);

// ... some additional logic ...

future.get();

 

toString()方法

为Runnable或Callable建立分离的classes是非常少见的，一般建立这些classes的匿名实例，你不能注解这些classes除非override，如果没有@SpanName注解，我们将会检查class是否使用传统的toString()方法实现

执行这些代码将新建一个名为calculateTax的span：

Runnable runnable = new TraceRunnable(tracer, spanNamer, new Runnable() {

    @Override public void run() {

        // perform logic

    }

 

    @Override public String toString() {

        return "calculateTax";

    }

});

Future<?> future = executorService.submit(runnable);

// ... some additional logic ...

future.get();

 

定制化

使用SpanInjector和SpanExtractor你可以定制化span的新建和传播。

当前有两种built-in方法来在进程间传递tracing信息：

• 通过SpringIntegration
• 通过HTTP

span id是从Zipkin-compatible(B3)头中提取的(不论Message或HTTP头)，以此来开始或加入一个存在的trace，trace信息被注入到输出请求中，这样后面的步骤就可以提取他。

Spring Integration

对于Spring Integration，存在beans负责span从Message的创建和使用tracing信息装配MessageBuilder。

@Bean

public SpanExtractor<Message> messagingSpanExtractor() {

    ...

}

 

@Bean

public SpanInjector<MessageBuilder> messagingSpanInjector() {

    ...

}

用户可以使用自己的实现来override他，或者添加@Primary注解到你的bean定义

HTTP

对于HTTP，存在beans负责span从HttpServletRequest的创建和使用tracing信息装配HttpServletResponse。

@Bean

public SpanExtractor<HttpServletRequest> httpServletRequestSpanExtractor() {

    ...

}

 

@Bean

public SpanInjector<HttpServletResponse> httpServletResponseSpanInjector() {

    ...

}

用户可以使用自己的实现来override他，或者添加@Primary注解到你的bean定义

例子

对比传统的兼容Zipkin，tracingHTTP头名有以下格式

• traceid - correlationId
• spanid - mySpanId

以下是一个SpanExtractor的例子

static class CustomHttpServletRequestSpanExtractor

        implements SpanExtractor<HttpServletRequest> {

 

    @Override

    public Span joinTrace(HttpServletRequest carrier) {

        long traceId = Span.hexToId(carrier.getHeader("correlationId"));

        long spanId = Span.hexToId(carrier.getHeader("mySpanId"));

        // extract all necessary headers

        Span.SpanBuilder builder = Span.builder().traceId(traceId).spanId(spanId);

        // build rest of the Span

        return builder.build();

    }

}

以下SpanInjector将被建立

static class CustomHttpServletResponseSpanInjector

        implements SpanInjector<HttpServletResponse> {

 

    @Override

    public void inject(Span span, HttpServletResponse carrier) {

        carrier.addHeader("correlationId", Span.idToHex(span.getTraceId()));

        carrier.addHeader("mySpanId", Span.idToHex(span.getSpanId()));

        // inject the rest of Span values to the header

    }

}

并且你可以这样注册他们

@Bean

@Primary

SpanExtractor<HttpServletRequest> customHttpServletRequestSpanExtractor() {

    return new CustomHttpServletRequestSpanExtractor();

}

 

@Bean

@Primary

SpanInjector<HttpServletResponse> customHttpServletResponseSpanInjector() {

    return new CustomHttpServletResponseSpanInjector();

}

 

SpringData as Messages

可以通过Spring Cloud Stream来积累和发送span数据，配置时需要包含spring-cloud-sleuth-streamjar为依赖且增加一个Channel Binder实现方式(e.g. spring-cloud-starter-stream-rabbit对应RabbitMQ或spring-cloud-starter-stream-kafka对应Kafka)，使用payload格式Spans将自动把你的app变为一个信息生产者

Zipkin Consumer

有一种特殊而又便利的注解方式，即为span数据建立一个信息消费者，并将他推到一个Zipkin SpanStrore中

@SpringBootApplication

@EnableZipkinStreamServer

public class Consumer {

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(Consumer.class, args);

    }

}

这种应用将通过Spring Cloud Stream Binder监听不论何种方式传输的span数据(e.g.包括spring-cloud-starter-stream-rabbit对应RabbitMQ，和对应Redis和Kafka的类似starter存在)，如果添加以下UI依赖

<groupId>io.zipkin.java</groupId>

<artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>

你将启动一个Zipkin server应用，他将通过端口9411访问UI和api。

默认SpanStore是in-memory的(适合于demos且启动迅速)，你可以添加MySQL和spring-boot-starter-jdbc到你的系统环境并通过配置激活JDBC SpanStore。例如：

spring:

  rabbitmq:

    host: ${RABBIT_HOST:localhost}

  datasource:

    schema: classpath:/mysql.sql

    url: jdbc:mysql://${MYSQL_HOST:localhost}/test

    username: root

    password: root

# Switch this on to create the schema on startup:

    initialize: true

    continueOnError: true

  sleuth:

    enabled: false

zipkin:

  storage:

    type: mysql

 

@EnableZipkinStreamServer也使用@EnableZipkinServer注解，因此进程也会显示标准Zipkin服务终端以通过HTTP收集span，且可以通过Zipkin Web UI查询

 

定制消费者

使用spring-cloud-sleuth-stream且绑定SleuthSink可以很方便的实现定制消费者。例子：

@EnableBinding(SleuthSink.class)

@SpringBootApplication(exclude = SleuthStreamAutoConfiguration.class)

@MessageEndpoint

public class Consumer {

 

    @ServiceActivator(inputChannel = SleuthSink.INPUT)

    public void sink(Spans input) throws Exception {

        // ... process spans

    }

}

 

上述的消费者应用明确排除SleuthStreamAutoConfiguration，因此他不会给自己发消息，但这是可选的(你可能想要trace请求到消费者app)

 

度量(Metrics)

当前Spring Cloud Sleuth记录非常简单的spans metrics，使用Spring Boot的metrics support来计算接收丢弃的span数量，当有span发送给Zipkin时，接收span的数量就会增加，如果有错误发生，丢弃span数量就会增加。

 

Integrations

Runable和Callable

如果你要将你的逻辑包裹在Runable或Callable中，足够将这些classes放到他们的Sleuth代表中。

Runnable的例子：

Runnable runnable = new Runnable() {

    @Override

    public void run() {

        // do some work

    }

 

    @Override

    public String toString() {

        return "spanNameFromToStringMethod";

    }

};

// Manual `TraceRunnable` creation with explicit "calculateTax" Span name

Runnable traceRunnable = new TraceRunnable(tracer, spanNamer, runnable, "calculateTax");

// Wrapping `Runnable` with `Tracer`. The Span name will be taken either from the

// `@SpanName` annotation or from `toString` method

Runnable traceRunnableFromTracer = tracer.wrap(runnable);

Callable的例子：

Callable<String> callable = new Callable<String>() {

    @Override

    public String call() throws Exception {

        return someLogic();

    }

 

    @Override

    public String toString() {

        return "spanNameFromToStringMethod";

    }

};

// Manual `TraceCallable` creation with explicit "calculateTax" Span name

Callable<String> traceCallable = new TraceCallable<>(tracer, spanNamer, callable, "calculateTax");

// Wrapping `Callable` with `Tracer`. The Span name will be taken either from the

// `@SpanName` annotation or from `toString` method

Callable<String> traceCallableFromTracer = tracer.wrap(callable);

这种方式你可以保证一个新的Span在每次执行时新建和关闭。

 

Hystrix

传统并发策略

我们以将所有的Callable实例置入到他们的Sleuth代表-TraceCallable的方式来记录一个传统的HystrixConcurrencyStrategy，策略的打开或延续一个span取决于在Hystrix操作被调用前tracing是否在工作，为了使传统Hystrix并发策略无效可以设置spring.sleuth.hystrix.strategy.enable为false。

手动操作设置

假设你有以下HystrixCommand：

HystrixCommand<String> hystrixCommand = new HystrixCommand<String>(setter) {

    @Override

    protected String run() throws Exception {

        return someLogic();

    }

};

为了传递tracing信息你必须将同样的逻辑置于HystrixCommand的Sleuth版本中，也就是TraceCommand：

TraceCommand<String> traceCommand = new TraceCommand<String>(tracer, traceKeys, setter) {

    @Override

    public String doRun() throws Exception {

        return someLogic();

    }

};

RxJava

我们记录了一个典型的RxJavaSchedulersHook，他将所有Action0实例置入到他们的Sleuth代表-TraceAction中，hook打开或延续一个span取决于Action被安排前tracing是否已经在工作，为了使RxJavaSchedulersHook无效可设置spring.sleuth.rxjava.schedulers.hook.enabled为false。

You can define a list of regular expressions for thread names,for which you don’twant a Span to be created. Just provide a comma separated list of regularexpressions in the spring.sleuth.rxjava.schedulers.ignoredthreads property.

HTTP integration

将spring.sleuth.web.enabled配置值设置为false可以使这章中的特征方法无效

HTTP Filter

通过TraceFilter，所有抽样输入的请求都会归结到span的创建，span的名称为"http+请求发送的路径"，例如，如果请求发送到/foo/bar，名称即为http:/foo/bar，你可以配置通过spring.sleuth.web.skipPattern，那些URIs将被过滤掉，如果你在环境中添加了ManagementServerProperties，你的contextPath值会附加到过滤配置上。

HandlerIntercepter

由于需要span名称的精确，我们使用一个TraceHandlerInterceptor来置入一个存在的HandlerInterceptor或直接添加到存在的HandlerInterceptors列表中，TraceHandlerInterceptor添加一个特殊的请求属性给HttpServletRequest，如果TraceFilter没有看到属性，他会建立一个"fallback"span，这是一个建立在服务端的附加的span，此时trace在UI中可以正确的显示。

HTTP client integration

同步RestTemplate

我们注入一个RestTemplate拦截器来保证所有的tracing信息被发送到请求端，每当一个请求被生成，一个新的span将被创建，他会在接收应答后关闭，为了限制同步RestTemplate只需要设置spring.sleuth.web.client.enabled为false。

你必须注册一个RestTemplate为bean以使得拦截器可以注入，如果你使用一个新的关键字建立一个RestTemplate实例，instrumentation将无法工作

异步RestTemplate

传统的instrumentation是通过发送接收请求来建立关闭span的，你可以通过注册你的bean来定制ClientHttpRequestFactory和AsyncClientHttpRequestFactory，记得使用tracing compatible实现方式(e.g.不要忘记将ThreadPoolTaskScheduler置入一个TraceAsyncListenableTaskExecutor)，传统请求工厂例子如下：

Unresolved directive in spring-cloud-sleuth.adoc - include::../../../../spring-cloud-sleuth-core/src/test/java/org/springframework/cloud/sleuth/instrument/web/client/TraceWebAsyncClientAutoConfigurationTest.java[tags=async_template_factories,indent=0]

通过设置spring.sleuth.web.async.client.enabled为false可以限制AsyncRestTemplate，使默认的TraceAsyncClientHttpRequestFactoryWrapper无效可以设置spring.sleuth.web.async.client.factory.enabled为false，如果你不想创建AsyncRestClient，设置spring.sleuth.web.async.client.template.enabled为false。

Feign

默认Spring Cloud Sleuth通过TraceFeignClientAutoConfiguration提供feign的集成，你可以设置spring.sleuth.feign.enabled为false来使他无效，如果这样设置那么所有feign相关的装配都无法发生。

通过FeignBeanPostProcessor feign装配的部分结束，可以设置spring.sleuth.feign.processor.enabled为false来是他无效化，如果你这样设置，Spring Cloud Sleuth将不会装配任何你的传统feign组件，所有默认装配保持原有状态。

异步通信

@Async注解方法

在Spring Cloud Sleuth中，我们装配异步关联组件以使得tracing信息可以在threads间传递，你可以通过设置spring.sleuth.async.enabled值为false来使其无效化。

如果你使用@Async来注解你的方法，我们将自动建立一个新的span：

• span名称将是注解方法名
• span将被标注为方法类名和方法名

@Scheduled注解方法

在Spring Cloud Sleuth中，我们装配scheduled执行方法以使得tracing信息可以在threads间传递，你可以通过设置spring.sleuth.scheduled.enabled值为false来使其无效化。

如果你使用@Scheduled来注解你的方法，我们将自建立一个新的span：

• span名称将是注解方法名
• span将被标注为方法类名和方法名

如果在一些@Scheduled注解类中你想跳过span新建过程，可以设置spring.sleuth.scheduled.skipPattern为一个指定的表达式，这将匹配@Scheduled注解类的完整描述名称。

Executor, ExecutorServiceand ScheduledExecutorService

我们提供了LazyTraceExecutor，TraceableExecutorService和TraceableScheduledExecutorService。每当一个新的任务被提交、调用或scheduled时，这些实现会建立新的spans。

以下是当使用CompletableFuture时如何用TraceableExecutorService传递tracing信息：

CompletableFuture<Long> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {

    // perform some logic

    return 1_000_000L;

}, new TraceableExecutorService(executorService,

        // 'calculateTax' explicitly names the span - this param is optional

        tracer, traceKeys, spanNamer, "calculateTax"));

消息传递

Spring Cloud Sleuth集成了Spring Integration。他会建立span来发布或订阅事件，设置spring.sleuth.integration.enabled为false可以使Spring Integration无效。

Spring Cloud Sleuth到1.0.4版本前都是使用消息传递时发送无效tracing头，这些头和在HTTP(包含 - )发送的名称时一样的，为了在1.0.4版本的向后兼容目的，我们开始发送所有有效和无效的头，请更新到1.0.4，因为在Spring Cloud Sleuth 1.1中我们将会移除对分离头的支持。

从1.0.4后可以明确设置spring.sleuth.integration.patterns模式来提供你想要包含的tracing信道名称，默认所有的信道已被包含在内。

Zuul

我们注册Zuul过滤器来传播tracing信息(请求头使用tracing数据填满)，可以设置spring.sleuth.zuul.enabled为false来关闭Zuul服务。

 

Moreinformation

https://cloud.spring.io/spring-cloud-sleuth/#_example