pinpoint入门及介绍part1

pinpoint入门及介绍part1

总览

现在的服务都包含了很多不同组件，并且这些组件相互调用。一次请求或事务经过哪些组件就成为黑盒子。
pinpoint跟踪请求，可以跟踪多个子系统或组件，并且提供可视化的视图显示错误区域和潜在瓶颈。

服务地图(ServerMap)

显示服务的系统拓扑图（内部组件和外部组件连接关系），并且单击某个节点可以查看当前节点的状态、事务数量等

实时线程图表(RealTime Active Thread Chart)

监控应用实时线程

请求响应统计(Request/Response Scatter Chart)

可视化的请求数量、响应时间定位潜在问题。并且可以用个框住图表的区域查看详细调用链

调用链(CallStack)

通过框住请求响应区域查看详细调用链，可以定位请求瓶颈（很容易看出哪些请求慢或者出错）

监视器(Inspector)

CPU使用请求、内存使用及回收请求、TPS、JVM配置参数等

历史

2012年开始开发，2015年开源。

为什么开发PinPoint及其特征

相比于微服务的兴起，以前的应用都是比较简单的，用户少，并且一般都是二层（web服务--数据库）或三层架构（web服务--应用服务--数据库）。
当前随着SOA或微服务架构的不断流行，很多应用都是超过三层应用架构了，这导致在排查系统问题时比较麻烦，需要一个一个应用逐步排查，效率低。
并且如果应用很复杂，可能排查错误都很麻烦。
为了应对上面的情况很多APM（Application Performance Management）应运而生，但是这些APM处理效率低，所以NAVER团队开始研发PinPoint。其主要
特性有：
1. 分布式调用链追踪
2. 自动检测系统拓扑图
3. 支持水平扩展
4. 提供代码调用视图方便定位错误和瓶颈
5. 基于动态字节码技术，不会侵入应用

技术细节

分布式请求追踪

参考Google的Dapper，精确追踪每一个请求链

Dapper和PinPoint

Dapper基于在HTTP请求头追加应用调用标识，来确定某次请求来自某个应用；PinPoint参考Dapper并做了修改，在请求头加上一个请求的标识（TraceId）来定位具体的每个请求链

PinPoint数据结构

Span: RPC的基础单元，每个Span都包含一个TraceId
Trace: Span的集合，将多个RPC请求关联起来，拥有相同的TraceId共享同一个TransactionId。Trace是一棵树，通过SpanId和ParentSpanId串联
TraceId: TransactionId、SpanId和ParentSpanId的集合，TransactionId定义了消息ID，SpanId和ParentSpanId定义了RPC关系
TransactionId: 全局唯一的、用于标识跨多个系统的消息
SpanId: 接收到RPC消息是产生的ID，64位长整型
ParentSpanId: 调用者的SpanId，父调用者的ParentSpanId为-1，64位长整型

字节码技术，无侵入代码

很早以前，我们想让开发修改他们的代码来实现分布式事务追踪，允许开发在RPC调用时新增额外信息，然而如果需要在多个系统扩展，这样的工作又得重复多次。Twitter的Zipkin通过修改jar和定制化容器（Finagle）来实现分布式事务追踪，然而这也是需要应用配合改一些代码。我们通过字节码技术在PinPoint实现了类似功能。PinPoint的代理会自动在RPC调用加上额外的用于追踪的信息

字节码技术的优缺点

优点：无侵入代码，易大批量，可扩展；缺点：投入大，需要更专业的开发者

字节码技术的价值

隐式API: 对应用无感知，改动API不需要应用配合，只需要升级对应的版本即可
开关特性: PinPoint可能会对性能造成很少的影响，但是应用开发者可以随时开启或关闭PinPoint功能，而不需要修改一行代码

开启PinPoint

JVM启动参数配置即可

-javaagent:$AGENT_PATH/pinpoint-bootstrap-$VERSION.jar
-Dpinpoint.agentId=
-Dpinpoint.applicationName=

字节码技术工作原理

直接处理字节码带来了更高的风险，此外开发人员基本不能犯错。PinPoint我们通过抽象拦截器提高生产性和可访问性，在类加载期注入必要的代码来跟踪分布式事务链路，比直接在应用代码写相关代码会更高效

PinPoint代理的优化

二进制格式

我们通过使用二进制(如Thrift)来提高代码效率，尽管二进制很难调试，但它的确通过减少代码的大小来提升网络的效率

可变长的编码和格式

如果你将long型数据转为固定长度的字符串，那么它始终占8字节。然而如果使用变长字符串，字节可根据long的长度控制在1到10。

常量表

通过常量表（存放在HBase）记录，减少存储重复的API信息、SQL信息等。

抽样记录请求

因为流量大的应用，一天的请求数都上亿次，如果每个请求都记录会影响性能。PinPoint采用抽样记录请求来优化

异步数据传输

使用UDP和异步线程传输数据

其他

TraceId

ClassLoader

示例