SpringCloud-链路追踪sleuth

在分布式系统中，链路将总是十分重要。

版本说明

组件	版本	说明
zipkin	2.12.9
rabbitmq	3.7.15
erl	10.4	rabbitmq依赖
elasticsearch	6.5.3	使用7.x会与zipkin冲突
kibana	6.5.3	使用7.x会与zipkin冲突
logstash	6.5.3	使用7.x会与zipkin冲突

简介

Spring Cloud Sleuth 为服务之间调用提供链路追踪。了解到一个服务请求经过了哪些服务，每个服务处理花费了多长。从而让我们理清各微服务间的调用关系。

功能：

• 耗时分析: 获得每个采样（链路追踪可以不展示全部）请求的耗时;
• 可视化错误: 对于程序未捕捉的异常，可以通过集成 Zipkin 服务界面上看到;
• 链路优化: 对于调用比较频繁的服务，可以针对这些服务实施一些优化措施。

术语

• Span：基本工作单元，发送一个远程调度任务就会产生一个Span，Span是用一个64位ID唯一标识的，Trace是用另一个64位ID唯一标识的。Span还包含了其他的信息，例如摘要、时间戳事件、Span的ID以及进程ID。
• Trace：由一系列Span组成的，呈树状结构。请求一个微服务系统的API接口，这个API接口需要调用多个微服务单元，调用每个微服务单元都会产生一个新的Span，所有由这个请求产生的Span组成了这个Trace。
• Annotation：用于记录一个事件，定义一个请求的开始和结束，如下：
  • cs （Client Sent）：客户端发送一个请求，描述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，便可得到网络传输的时间。
  • ss （Server Sent）：服务端发送响应，该注解表明请求处理的完成（当请求返回客户端），用ss的时间戳减去sr时间戳，便可以得到服务器请求的时间。
  • cr （Client Received）：客户端接收响应，此时Span结束，如果cr的时间戳减去cs时间戳，便可以得到整个请求所消耗的时间。

Zipkin

Zipkin是一种分布式链路追踪系统。 收集链路中的数据，并且可以以界面的形式展现。

Zipkin UI还提供了一个依赖关系图，显示了每个应用程序通过的跟踪请求数。

zipkin已经不再支持开发者自己开发zipkin server，而是以一个jar包启动。

下载jar包

curl -sSL https://zipkin.io/quickstart.sh | bash -s

或者https://search.maven.org/remote_content?g=io.zipkin.java&a=zipkin-server&v=LATEST&c=exec
或者pull docker镜像

docker pull zipkin

示例

启动zipkin

java -jar zipkin.jar

默认端口为9411

依赖

所有的服务相对于zipkin server 都是client，因此所有的服务都需要以下依赖

<dependency>
       <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-sleuthartifactId>
dependency>

<dependency>
       <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-zipkinartifactId>
dependency>

配置文件

增加以下内容

spring:
  #链路追踪
  sleuth:
    web:
      client:
        enabled: true
    # 采样比例，默认是0.1，最大为1，表示采集数据的比例
    sampler:
      probability: 1.0
#zipkin的地址
  zipkin:
    base-url: http://localhost:9411/

验证

代码不需要任何改动。

确保启动了consul，zipkin
在浏览器中输入http://localhost:9411
调用服务，可以在浏览器中搜索服务，获得链路追踪后的详细信息；还可以观察每一个服务的依赖关系。

使用rabbitmq进行链路数据传输(可选)

1 . 下载，安装，启动rabbitmq;在浏览器中输入http://localhost:15672检查是否成功

2 . 启动zipkin
zipkin启动需要读取一些环境变量来配置自己。

属性	环境变量	描述
zipkin.collector.rabbitmq.addressed	RABBIT_ADDRESSES	用逗号分隔的 RabbitMQ 地址列表，例如localhost:5672,localhost:5673
zipkin.collector.rabbitmq.password	RABBIT_PASSWORD	连接到 RabbitMQ 时使用的密码，默认为 guest
zipkin.collector.rabbitmq.username	RABBIT_USER	连接到 RabbitMQ 时使用的用户名，默认为guest
zipkin.collector.rabbitmq.virtual-host	RABBIT_VIRTUAL_HOST	使用的 RabbitMQ virtual host，默认为 /
zipkin.collector.rabbitmq.use-ssl	RABBIT_USE_SSL	设置为true则用 SSL 的方式与 RabbitMQ 建立链接
zipkin.collector.rabbitmq.concurrency	RABBIT_CONCURRENCY	并发消费者数量，默认为1
zipkin.collector.rabbitmq.connection-timeout	RABBIT_CONNECTION_TIMEOUT	建立连接时的超时时间，默认为 60000毫秒，即 1 分钟
zipkin.collector.rabbitmq.queue	RABBIT_QUEUE	从中获取 span 信息的队列，默认为 zipkin

最好使用环境变量，在java命令中直接设置属性值会失效

set RABBIT_ADDRESSES=localhost
set path=%path%;RABBIT_ADDRESSES
java -jar zipkin.jar

在浏览器中输入http://localhost:9411/zipkin/检查是否成功

3 . 引入依赖

<dependency>
        <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
        <artifactId>spring-cloud-stream-binder-rabbitartifactId>
dependency>

4 . 修改配置文件

spring:
# 使用rabbitmq后去掉
#  zipkin:
#    base-url: http://localhost:9411/
  zipkin:
    sender:
      type: rabbit
  rabbitmq:
    host: localhost
    username: guest
    password: guest
    port: 5672

注释 base-url，添加rabbitmq的配置

日志收集(可选)

Elasticsearch+Kibana+Logstash

Logstash(收集服务器上的日志文件) -->然后保存到 ElasticSearch（搜索引擎） -->Kibana提供友好的web界面（从ElasticSearch读取数据进行展示）

1 .下载Elasticsearch和Kibana，Logstash，解压
2 .启动elasticsearch.bat，kibana.bat
3 .配置Logstash并启动

在logstash安装目录/bin下新建文件logstash.conf，内容如下

input {
  beats {
    port => 5044
  }
}

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+---\s+\[%{DATA:thread}\]\s+%{DATA:class}\s+:\s+%{GREEDYDATA:rest}" }
       }
}

output {
  elasticsearch {
    hosts => ["http://localhost:9200"]
    #index => "%{[@metadata][beat]}-%{[@metadata][version]}-%{+YYYY.MM.dd}"
    index => "zipkin-%{+YYYY.MM.dd}"
	#user => "elastic"
    #password => "changeme"
  }
}

启动logstash:logstash -f logstash.conf

4 .添加依赖

        
        <dependency>
            <groupId>ch.qos.logbackgroupId>
            <artifactId>logback-coreartifactId>
            <version>1.2.3version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>net.logstash.logbackgroupId>
            <artifactId>logstash-logback-encoderartifactId>
            <version>4.11version>
        dependency>

5 .配置服务logback-spring.xml,以json格式将日志输出到文件,在项目目录/bulid下

<configuration>
    <include resource="org/springframework/boot/logging/logback/defaults.xml"/>
    ​
    <springProperty scope="context" name="springAppName" source="spring.application.name"/>
    
    <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(${LOG_LEVEL_PATTERN:-%5p}) %clr(${PID:- }){magenta} %clr(---){faint} %clr([%15.15t]){faint} %clr(%-40.40logger{39}){cyan} %clr(:){faint} %m%n${LOG_EXCEPTION_CONVERSION_WORD:-%wEx}"/>

    
    <appender name="console" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">
            
            <level>DEBUGlevel>
        filter>
        <encoder>
            <pattern>${CONSOLE_LOG_PATTERN}pattern>
            <charset>utf8charset>
        encoder>
    appender>

    ​
    <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}.gzfileNamePattern>
            <maxHistory>7maxHistory>
        rollingPolicy>
        <encoder>
            <pattern>${CONSOLE_LOG_PATTERN}pattern>
            <charset>utf8charset>
        encoder>
    appender>
    ​
    
    <appender name="logstash" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <file>${LOG_FILE}.jsonfile>
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>${LOG_FILE}.json.%d{yyyy-MM-dd}.gzfileNamePattern>
            <maxHistory>7maxHistory>
        rollingPolicy>
        <encoder class="net.logstash.logback.encoder.LoggingEventCompositeJsonEncoder">
            <providers>
                <timestamp>
                    <timeZone>UTCtimeZone>
                timestamp>
                <pattern>
                    <pattern>
                        {
                        "severity": "%level",
                        "service": "${springAppName:-}",
                        "trace": "%X{X-B3-TraceId:-}",
                        "span": "%X{X-B3-SpanId:-}",
                        "parent": "%X{X-B3-ParentSpanId:-}",
                        "exportable": "%X{X-Span-Export:-}",
                        "pid": "${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"/>s
    root>
configuration>

6 .启动consul,rabbitmq,Elasticsearch,Kibana,各个服务
7 .启动zipkin

set RABBIT_ADDRESSES=localhost
set STORAGE_TYPE=elasticsearch
set ES_HOSTS=http://localhost:9200
set ES_INDEX=zipkin
set path=%path%;RABBIT_ADDRESSES;STORAGE_TYPE;ES_HOSTS;ES_INDEX
java -jar zipkin.jar

8 .测试访问http://localhost:9411/zipkin/
9 .将数据通过kibana展示

• kibana默认端口是5601,在浏览器中输入http://localhost:5601
• 单击“Management”按钮，然后单击“Add New”，添加一个index。ElasticSearch中写入链路数据的index配置为“zipkin”，那么在界面填写为“zipkin*”，单击“Create”按钮。

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