從0開始服務化-0-調用鏈-Zipkin

Zipkin

Zipkin 是一個分佈式跟蹤系統，用於收集、管理和查找跟蹤數據。它可以把分佈式鏈路調用的順序串起來，並計算鏈路中每個 RPC 調用的耗時，可以很直觀的看出在整個調用鏈路中延遲問題。 Zipkin 的設計基於 GoogleDapper 論文實現的。

ZipkinServer 提供了 UI 操作，可以非常方便地查看和搜索跟蹤數據，直觀的查看到鏈調用依賴關係。

該項目包括一個無依賴庫和一個 spring-boot 服務器。存儲支持包括內存， JDBC（mysql）， Cassandra 和 Elasticsearch 。

在沒有使用外部存儲時，則默認使用內存存儲數據，內存數據是有限且不可持久化的，所以建議使用外部存儲，因日誌數據通常很大，爲了搜索日誌的效率，所以建議使用 Elasticsearch 。

Zipkin 的基礎架構由 4 個核心組件構成：

• Collector：收集器組件，處理從外部系統發過來的跟蹤信息，將這些信息轉換爲 Zipkin 內部處理的 Span 格式，以支持後續的存儲、分析、展示等功能。
• Stroage：存儲組件，主要處理收集器收到的跟蹤信息，默認存儲在內存中，也可通過 ES 或 JDBC 來存儲。
• Restful API：API 組件，提供外部訪問接口。
• Web UI：UI組件，基於 API 組件實現的 Web 控制檯，用戶可以很方便直觀地查詢、搜索和分析跟蹤信息。

部署測試服務

使用 docker 部署本地 zipkin 的 server 端

docker run -d -p 9411:9411 \
--name zipkin \
docker.io/openzipkin/zipkin

訪問：http://localhost:9411/zipkin/

構建測試項目

• Service A

  server:
      port: 8081
  
  spring:
      application:
          name: server-a
      sleuth:
          web:
          client:
              enabled: true
          sampler:
          probability: 1.0 # 採用比例，默認 0.1 全部採樣 1.0
      zipkin:
          base-url: http://localhost:9411/ # 指定了Zipkin服務器的地址
  

  @Slf4j
  @RestController
  public class ServiceAController {
  
      @Resource
      private RestTemplate restTemplate;
  
      @GetMapping(value = "/servicea")
      public String servicea() {
          try {
              Thread.sleep(3000);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          log.info("This is service a!");
          return restTemplate.getForObject("http://localhost:8082/serviceb", String.class);
      }
  }
  

• Service B

  server:
     port: 8082
  
  spring:
      application:
          name: server-b
      sleuth:
          web:
          client:
              enabled: true
          sampler:
          probability: 1.0 # 採用比例，默認 0.1 全部採樣 1.0
      zipkin:
          base-url: http://localhost:9411/ # 指定了Zipkin服務器的地址
  

  @Slf4j
  @RestController
  public class ServiceBController {
  
      @Autowired
      private RestTemplate restTemplate;
  
      @GetMapping(value = "/serviceb")
      public String serviceb() {
          try {
              Thread.sleep(3000);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          log.info("This is service b!");
          return restTemplate.getForObject("http://localhost:8083/servicec", String.class);
      }
  }
  

• Service C

  server:
      port: 8083
  
  spring:
      application:
          name: server-c
      sleuth:
          web:
          client:
              enabled: true
          sampler:
          probability: 1.0 # 採用比例，默認 0.1 全部採樣 1.0
      zipkin:
          base-url: http://localhost:9411/ # 指定了Zipkin服務器的地址
  

  @Slf4j
  @RestController
  public class ServiceCController {
  
      @Resource
      private RestTemplate restTemplate;
  
      @GetMapping(value = "/servicec")
      public String servicec() {
          try {
              Thread.sleep(3000);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          log.info("This is service c!");
          return "hello,this is server c!";
      }
  }
  

測試服務調用鏈-Sleuth

Zipkin 的依賴中包含了 Sleuth，Sleuth 功能：

• 將 SpanID 和 TraceID 添加到 Slf4JMDC 中，這樣可以在日誌聚合器中根據 SpanID 和 TraceID 提取日誌。
• 提供對常見分佈式跟蹤數據模型的抽象：traces(跟蹤)， spans(形成DAG(有向無環圖))，註釋， key-value 註釋。鬆散地基於 HTrace ，但兼容 Zipkin（Dapper）。
• Sleuth 常見的入口和出口點來自 Spring 應用（Servlet 過濾器、Rest Template、Scheduled Actions、消息通道、Zuul Filter、Feign Client`）。
• 如果 spring-cloud-sleuth-zipkin 可用，Sleuth 將通過 HTTP 生成並收集與 Zipkin 兼容的跟蹤。默認情況下，將跟蹤數據發送到 localhost(端口：9411)上的 Zipkin 收集服務應用，可使用 spring.zipkin.baseUrl 修改服務器地址。

啓動3個服務，訪問：http://localhost:8081/servicea，可以看到3個服務的日誌輸出如下：

在輸出的日誌中，多了些內容，這些內容就是由 sleuth 爲服務調用提供的鏈路信息
可以看到內容組成：[appname,traceId,spanId,exportable]，具體含義如下：

• appname：服務的名稱，即 spring.application.name 的值。
• traceId：整個請求鏈路的唯一ID。
• spanId：基本的工作單元，一個 RPC 調用就是一個新的 span。啓動跟蹤的初始 span 稱爲 root span ，此 spanId 的值與 traceId 的值相同。見上面示例消費者服務日誌輸出。
• exportable：是否將數據導入到 Zipkin 中，true 表示導入成功，false 表示導入失敗。

Zipkin Server

再次訪問：http://localhost:9411/zipkin/，點擊查詢，可以看到剛纔執行的服務調用鏈：

點擊可以看到具體的調用時間與鏈路：

點擊具體的服務，可以看到服務調用的詳情以及父級子級 trace

項目地址

zipkin-demo