分布式环境下,实现服务端调用链,市面上有很多开源的框架供选择,不过理论模型大多都是借鉴Google Dapper论文,常见的APM(Application Performance Management)组件有:
1.Zipkin
由Twitter公司开源,开放源代码分布式的跟踪系统,用于收集服务的定时数据,以解决微服务架构中的延迟问题,包括数据的收集、存储、查找和展现;
github地址:https://github.com/openzipkin/zipkin
2.Pinpoint
Pinpoint是一款对Java编写的大规模分布式系统的APM工具,由韩国人开源的分布式跟踪组件;
github地址:https://github.com/naver/pinpoint
3.SkyWalking
是一款国人主导开发的开源应用性能监控系统,包括指标监控,分布式追踪,分布式系统性能诊断;
github地址:https://github.com/apache/skywalking
4.CAT
CAT 是基于 Java 开发的实时应用监控平台,为美团点评提供了全面的实时监控告警服务
github地址:https://github.com/dianping/cat
类似的还有淘宝的EgleEye,京东的Hydra等;
本人之前写过一篇关于zipkin的快速入门文章,如下所示:
Zipkin快速开始
Zipkin是什么
Zipkin分布式跟踪系统;它可以帮助收集时间数据,解决在microservice架构下的延迟问题;它管理这些数据的收集和查找;Zipkin的设计是基于谷歌的Google Dapper论文。每个应用程序向Zipkin报告定时数据,Zipkin UI呈现了一个依赖图表来展示多少跟踪请求经过了每个应用程序;如果想解决延迟问题,可以过滤或者排序所有的跟踪请求,并且可以查看每个跟踪请求占总跟踪时间的百分比。
为什么使用Zipkin
随着业务越来越复杂,系统也随之进行各种拆分,特别是随着微服务架构和容器技术的兴起,看似简单的一个应用,后台可能有几十个甚至几百个服务在支撑;一个前端的请求可能需要多次的服务调用最后才能完成;当请求变慢或者不可用时,我们无法得知是哪个后台服务引起的,这时就需要解决如何快速定位服务故障点,Zipkin分布式跟踪系统就能很好的解决这样的问题。
Zipkin下载和启动
官方提供了三种方式来启动,这里使用第二种方式来启动;
wget -O zipkin.jar 'https://search.maven.org/remote_content?g=io.zipkin.java&a=zipkin-server&v=LATEST&c=exec'java -jar zipkin.jar首先下载zipkin.jar,然后直接使用-jar命令运行,要求jdk8以上版本;
基于Undertow WEB服务器,提供对外端口:9411,可以打开浏览器访问http://ip:9411
详细参考:https://zipkin.io/pages/quickstart.html
Zipkin架构跟踪器(Tracer)位于你的应用程序中,并记录发生的操作的时间和元数据,提供了相应的类库,对用户的使用来说是透明的,收集的跟踪数据称为Span;将数据发送到Zipkin的仪器化应用程序中的组件称为Reporter,Reporter通过几种传输方式之一将追踪数据发送到Zipkin收集器(collector),然后将跟踪数据进行存储(storage),由API查询存储以向UI提供数据。架构图如下:
1.TraceZipkin使用Trace结构表示对一次请求的跟踪,一次请求可能由后台的若干服务负责处理,每个服务的处理是一个Span,Span之间有依赖关系,Trace就是树结构的Span集合;
2.Span每个服务的处理跟踪是一个Span,可以理解为一个基本的工作单元,包含了一些描述信息:id,parentId,name,timestamp,duration,annotations等,例如:
traceId:标记一次请求的跟踪,相关的Spans都有相同的traceId;
id:span id;
name:span的名称,一般是接口方法的名称;
parentId:可选的id,当前Span的父Span id,通过parentId来保证Span之间的依赖关系,如果没有parentId,表示当前Span为根Span;
timestamp:Span创建时的时间戳,使用的单位是微秒(而不是毫秒),所有时间戳都有错误,包括主机之间的时钟偏差以及时间服务重新设置时钟的可能性,出于这个原因,Span应尽可能记录其duration;
duration:持续时间使用的单位是微秒(而不是毫秒);
annotations:注释用于及时记录事件;有一组核心注释用于定义RPC请求的开始和结束;
cs:Client Send,客户端发起请求;sr:Server Receive,服务器接受请求,开始处理;ss:Server Send,服务器完成处理,给客户端应答;cr:Client Receive,客户端接受应答从服务器;binaryAnnotations:二进制注释,旨在提供有关RPC的额外信息。
3.Transport
收集的Spans必须从被追踪的服务运输到Zipkin collector,有三个主要的传输方式:HTTP, Kafka和Scribe;
4.Components
有4个组件组成Zipkin:collector,storage,search,web UI
collector:一旦跟踪数据到达Zipkin collector守护进程,它将被验证,存储和索引,以供Zipkin收集器查找;
storage:Zipkin最初数据存储在Cassandra上,因为Cassandra是可扩展的,具有灵活的模式,并在Twitter中大量使用;但是这个组件可插入,除了Cassandra之外,还支持ElasticSearch和MySQL;
search:一旦数据被存储和索引,我们需要一种方法来提取它。查询守护进程提供了一个简单的JSON API来查找和检索跟踪,主要给Web UI使用;
web UI:创建了一个GUI,为查看痕迹提供了一个很好的界面;Web UI提供了一种基于服务,时间和注释查看跟踪的方法。
实战
使用Zipkin和Brave实现http服务调用的跟踪,Brave 是用来装备Java程序的类库,提供了面向标准Servlet、Spring MVC、Http Client、JAX RS、Jersey、Resteasy 和 MySQL 等接口的装备能力,可以通过编写简单的配置和代码,让基于这些框架构建的应用可以向 Zipkin 报告数据。同时 Brave 也提供了非常简单且标准化的接口,在以上封装无法满足要求的时候可以方便扩展与定制。
提供四个工程,分别对应四个服务分别是:zipkin1,zipkin2,zipkin3,zipkin4;zipkin1通过httpclient调用zipkin2,然后zipkin2通过httpclient调用zipkin3和zipkin4,形成一个调用链;四个服务都是基于spring-boot来实现,对应的端口分别是8081,8082,8083,8084;
1.公共maven依赖库
2.核心类ZipkinBean提供需要使用的Bean
3.核心类ZipkinController对外接口
分别启动四个服务,然后浏览器访问:http://localhost:8081/service1,正常调用结果返回:
可以观察zipkin web ui,查看服务的调用链:
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