dubbo traceId透传实现日志链路追踪（基于Filter和RpcContext实现）

一、要解决什么问题：

使用elk的过程中发现如下问题：

1.无法准确定位一个请求经过了哪些服务

2.多个请求线程的日志交替打印，不利于查看按时间顺序查看一个请求的日志。

二、期望效果

能够查看一个请求完整的链路日志，不受其它请求日志的干扰。

三、动手实现

消费端需要做什么：

1.新建一个拦截器，拦截所有请求，在调用接口前生成一个链路id（traceId）并放入log4j的MDC和dubbo的RpcContext的attachment，此处拦截器是基于jfinal实现，spring mvc可用其它拦截器或aop方案代替，只要实现生成traceId放入内存即可。

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.apache.log4j.MDC;

import com.alibaba.dubbo.rpc.RpcContext;
import com.jfinal.aop.Interceptor;
import com.jfinal.aop.Invocation;
import com.jfinal.handler.Handler;
import com.jfinal.kit.StrKit;
import com.ttxn.frameworks.utils.CommonUtil;

public class TraceHandler extends Handler {

    @Override
    public void handle(String target, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, boolean[] isHandled) {
        String token = request.getParameter("token");
        String userId = StrKit.notBlank(token) ? CommonUtil.getUserId(token) : "VISITOR";
        String uuid = CommonUtil.getUuid();
        String traceId = userId + "-" + uuid;
        RpcContext.getContext().setAttachment("traceId", traceId);
        MDC.put("traceId", traceId);
        next.handle(target, request, response, isHandled);
    }
    
}

2.修改log4j配置文件，在打印日志的开头加上链路id变量（%X{traceId}），用于log4j打印日志时自动打印MDC中的链路id，此时消费端所有log4j日志都会输出链路id。

# log4j.rootLogger=WARN, stdout, file
log4j.rootLogger=INFO, stdout , file
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%X{traceId}%n%-d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}%n[%p]-[Thread: %t]-[%C.%M()]: %m%n

# Output to the File
log4j.appender.file=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.file.DatePattern='_'yyyy-MM-dd'.log'
log4j.appender.file.File=${catalina.base}/logs/ttxn_log.log
log4j.appender.file.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.file.layout.ConversionPattern=%X{traceId}%n%-d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}%n[%p]-[Thread: %t]-[%C.%M()]: %m%n

配置后的消费端log4j输出效果：

Para: [APP公告]
VISITOR-1e2f6d11ca594ea7af3118567d00f004
2019-07-31 17:37:23
[INFO]-[Thread: DubboServerHandler-192.168.5.15:20884-thread-17]-[com.ttxn.frameworks.annotation.redis.RedisCacheInterceptor.intercept()]: cache not hit key=DATA_CACHE_common.getCfg ,filed=5bm/5pKt55S15Y+w

3.自定义一个dubbo filter，为什么消费端要定义这个filter呢？原因是一个接口可能调用多个服务或调用一个服务多次，这样会涉及到多次rpc调用，而RpcContext 的 attachment只在一次rpc会话有效，所以我们需要在每次rpc调用之前放入一次traceId，才能保证多次rpc调用的服务端都能获取到这个traceId，在业务代码中每rpc一次就setAttachment一次太麻烦，所以我选择放入过滤器，对应用开发人员透明。src/main/resources目录下新建META-INF/dubbo/com.alibaba.dubbo.rpc.Filter文件，文件内容如下。

dubboRpcFilter=com.ttxn.api.filter.TraceFilter

修改consumer.xml文件，应用过滤器

import com.alibaba.dubbo.rpc.Filter;
import com.alibaba.dubbo.rpc.Invocation;
import com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker;
import com.alibaba.dubbo.rpc.Result;
import com.alibaba.dubbo.rpc.RpcContext;
import com.alibaba.dubbo.rpc.RpcException;
import com.jfinal.kit.StrKit;
import com.ttxn.frameworks.utils.trace.TraceIdUtil;

public class TraceFilter implements Filter {

    @Override
    public Result invoke(Invoker invoker, Invocation invocation) throws RpcException {
        String traceId = RpcContext.getContext().getAttachment("traceId");
        if ( !StrKit.isBlank(traceId) ) {
            // *) 从RpcContext里获取traceId并保存
            TraceIdUtil.setTraceId(traceId);
        } else {
            // *) 交互前重新设置traceId, 避免信息丢失
            traceId = TraceIdUtil.getTraceId();
            RpcContext.getContext().setAttachment("traceId", traceId);
        }
        Result result = invoker.invoke(invocation);
        return result;
    }

}

到这里，消费端的工作就做完了，如果你和我一样是jfinal的架构，还需要做一件事，自定义jfinal的请求日志打印器，如下：

import java.io.IOException;
import java.io.Writer;

import org.slf4j.MDC;

import com.alibaba.dubbo.rpc.RpcContext;
/**
 * jfinal请求日志打印工具，用来获得jfinal action report的日志内容，进行自定义后输出
 * @author Administrator
 *
 */
public class JFinalActionReportWriter extends Writer {
    
    private static final String LOG_PREFIX = "[START]";
    
    public void write(String str) throws IOException {
        String traceId = MDC.get("traceId");
        System.out.print(LOG_PREFIX + traceId + str);
    }
    public void write(char[] cbuf, int off, int len) throws IOException {}
    public void flush() throws IOException {}
    public void close() throws IOException {}
}

GlobalConfig中增加如下配置

    public void configConstant(Constants me)
    {
        ActionReporter.setWriter(new JFinalActionReportWriter());
    }

就可以自定义jfinal请求输出日志内容，如下，这部分日志是不受log4j配置影响的，所以我们需要做这一步。

[START]VISITOR-dafe84f6ee2f4d2b907a4c7ef8f8d20c
JFinal action report -------- 2019-07-31 17:37:14 ------------------------------
Url         : GET /app/subject/searchSubjectV3_4
Controller  : com.ttxn.api.controller.app.SubjectRest.(SubjectRest.java:1)
Method      : searchSubjectV3_4
Interceptor : com.ttxn.api.interceptor.APIExceptionInterceptor.(APIExceptionInterceptor.java:1)
              com.ttxn.frameworks.plugins.spring.IocInterceptor.(IocInterceptor.java:1)
              com.ttxn.api.decorator.CoverImgInterceptor.(CoverImgInterceptor.java:1)
Parameter   : query=  

生产端需要做什么：

1.和消费端一样需要自定义dubbo拦截器，新增配置文件src\main\resources\META-INF\dubbo\com.alibaba.dubbo.rpc.Filter，文件内容：

dubboContextFilter=com.ttxn.webservice.interceptor.dubbo.ContextFilter

修改provider.xml，对生产者应用此拦截器：

在自定义拦截器中获取traceId，放入MDC：

package com.ttxn.webservice.interceptor.dubbo;

import java.lang.annotation.Annotation;
import java.sql.SQLException;

import org.apache.log4j.MDC;

import com.alibaba.dubbo.rpc.Filter;
import com.alibaba.dubbo.rpc.Invocation;
import com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker;
import com.alibaba.dubbo.rpc.Result;
import com.alibaba.dubbo.rpc.RpcContext;
import com.alibaba.dubbo.rpc.RpcException;
import com.jfinal.kit.StrKit;
import com.jfinal.plugin.activerecord.Db;
import com.jfinal.plugin.activerecord.IAtom;
import com.ttxn.frameworks.annotation.transaction.Transaction;
import com.ttxn.frameworks.utils.trace.TraceIdUtil;

public class ContextFilter implements Filter
{
    @Override
    public Result invoke(Invoker invoker, Invocation invocation)
        throws RpcException
    {
        String traceId = RpcContext.getContext().getAttachment("traceId");
        if (StrKit.notBlank(traceId)) {
            MDC.put("traceId", traceId);
        }
        
        Result result = invoker.invoke(invocation);
        return result;
    }


}

修改log4j文件，输出格式中加上traceId变量（%X{traceId}）：

# log4j.rootLogger=WARN, stdout, file
log4j.rootLogger=INFO, stdout , file
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%X{traceId}%n%-d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}%n[%p]-[Thread: %t]-[%C.%M()]: %m%n

# Output to the File
log4j.appender.file=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.file.DatePattern='_'yyyy-MM-dd'.log'
log4j.appender.file.File=${catalina.base}/logs/ttxn_log.log
log4j.appender.file.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.file.layout.ConversionPattern=%X{traceId}%n%-d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}%n[%p]-[Thread: %t]-[%C.%M()]: %m%n

到此就实现了traceId从消费端到生产端的透传，生产端log4j日志如下：

Para: [快报]
VISITOR-1e2f6d11ca594ea7af3118567d00f004
2019-07-31 17:37:23
[INFO]-[Thread: DubboServerHandler-192.168.5.15:20884-thread-15]-[com.ttxn.frameworks.annotation.redis.RedisCacheInterceptor.intercept()]: cache not hit key=DATA_CACHE_base.newsList ,filed=15

我们就可以从kibana中按照traceId来过滤单次请求的所有日志，达到方便排查bug的效果。