史上最简单的SpringCloud教程 | 第九篇: 服务链路追踪(Spring Cloud Sleuth)

这篇文章主要讲述服务追踪组件zipkin，Spring Cloud Sleuth集成了zipkin组件。

注意情况：

该案例使用的spring-boot版本1.5.x，没使用2.0.x，

另外本文图3可知，sleuth的调用由service A-->B-->C-->D-->C-->B-->A,

是由service A开始，由service A结束。这样才能产生链路。

如本案例，service-hi的 '/hi' ，访问到 service-miya的'/miya'，再访问到service-hi的 '/hiEnd'

一、简介

Add sleuth to the classpath of a Spring Boot application (see below for Maven and Gradle examples), and you will see the correlation data being collected in logs, as long as you are logging requests.

—— 摘自官网

Spring Cloud Sleuth 主要功能就是在分布式系统中提供追踪解决方案，并且兼容支持了 zipkin，你只需要在pom文件中引入相应的依赖即可。

二、服务追踪分析

微服务架构上通过业务来划分服务的，通过REST调用，对外暴露的一个接口，可能需要很多个服务协同才能完成这个接口功能，如果链路上任何一个服务出现问题或者网络超时，都会形成导致接口调用失败。随着业务的不断扩张，服务之间互相调用会越来越复杂。

图1：

随着服务的越来越多，对调用链的分析会越来越复杂。它们之间的调用关系也许如下：

图2

三、术语

• 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：

将Span和Trace在一个系统中使用Zipkin注解的过程图形化：

图3

四、构建工程

基本知识讲解完毕，下面我们来实战，本文的案例主要有三个工程组成:

一个server-zipkin,它的主要作用使用ZipkinServer 的功能，收集调用数据，并展示；

一个service-hi,对外暴露hi接口；

一个service-miya,对外暴露miya接口；

这两个service可以相互调用；并且只有调用了，server-zipkin才会收集数据的，这就是为什么叫服务追踪了。

4.1 构建server-zipkin

建一个spring-boot工程取名为server-zipkin，在其pom引入依赖：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.forezp</groupId>
    <artifactId>server-zipkin</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>server-zipkin</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.2.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
            <artifactId>zipkin-server</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
            <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Camden.SR6</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

在其程序入口类, 加上注解@EnableZipkinServer，开启ZipkinServer的功能：

@SpringBootApplication
@EnableZipkinServer
public class ServerZipkinApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServerZipkinApplication.class, args);
    }
}

在配置文件application.yml指定服务端口为：

server.port=9411

4.2 创建service-hi

在其pom引入起步依赖spring-cloud-starter-zipkin，代码如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.forezp</groupId>
    <artifactId>service-zipkin</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>service-hi</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.2.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Dalston.RC1</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

    <repositories>
        <repository>
            <id>spring-milestones</id>
            <name>Spring Milestones</name>
            <url>https://repo.spring.io/milestone</url>
            <snapshots>
                <enabled>false</enabled>
            </snapshots>
        </repository>
    </repositories>
</project>

在其配置文件application.properties指定zipkin server的地址，头通过配置“spring.zipkin.base-url”指定：

server.port=9000
spring.zipkin.base-url=http://localhost:9411
spring.application.name=service-hi

通过引入spring-cloud-starter-zipkin依赖和设置spring.zipkin.base-url就可以了。

对外暴露接口：

@SpringBootApplication
@RestController
public class ServiceHiApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceHiApplication.class, args);
    }
    private static final Logger LOG = Logger.getLogger(ServiceHiApplication.class.getName());

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    @Bean
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

    @RequestMapping("/hi")
    public String callHome(){return restTemplate.getForObject("http://localhost:9001/miya", String.class);
    }
    @RequestMapping("/hiEnd")
    public String info(){return "i'm service-hi hiEnd()";
    }

    @Bean
    public AlwaysSampler defaultSampler(){
        return new AlwaysSampler();
    }
}

4.3 创建service-miya

创建过程痛service-hi，引入相同的依赖，配置下spring.zipkin.base-url。

对外暴露接口：

@SpringBootApplication
@RestController
public class ServiceMiyaApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceMiyaApplication.class, args);
    }
    private static final Logger LOG = Logger.getLogger(ServiceMiyaApplication.class.getName());

    @RequestMapping("/miya")
    public String info(){
        return restTemplate.getForObject("http://localhost:9000/hiEnd",String.class);
    }

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    @Bean
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

application.properties文件如下

server.port=9001
spring.zipkin.base-url=http://localhost:9411
spring.application.name=service-miya

而其pom文件内容，和service-hi的pom文件相同。

4.4 启动工程，演示追踪

依次启动上面的三个工程，打开浏览器

访问：http://localhost:9411/，会出现界面。

访问：http://localhost:9000/hi，界面出现数据。

再打开http://localhost:9411/的界面，点击Dependencies,可以发现服务的依赖关系：

点击find traces,可以看到具体服务相互调用的数据。

点击一个trace查看详情，可看到调用的耗时情况

本文源码下载： 
https://github.com/forezp/SpringCloudLearning/tree/master/chapter9