分布式系统下调用链追踪技术面试题

引言

一个复杂的分布式系统,用户发起一个请求,这个请求可能调用几十到几百个服务,经过很多业务层,而每个业务又是多个机器集群,一个请求具体被随机到哪台机器上又无法确定,如果最后用户的请求失败,只返回一个错误提示,作为开发人员,该如何定位解决问题?你需要定位以下问题:

  • 问题出在哪个服务,是你负责的服务还是调用别人服务的某一个环节。
  • 同一个服务集群有多台机器,到底要去哪个机房哪台机器定位某条报错信息。
  • 同一个接口可能有多次请求,到底是哪一次报错了。
  • 多个服务之间调用顺序是怎样的。
  • 如果需要响应速度优化,到底是哪个环节哪个服务耗时了,如何定位。

1、面试官:

分布式微服务环境下那么多机器,调用链又很长,你们是如何定位问题的?

问题分析这个问题,如果你使用过微服务框架,对于服务治理你一定知道这种技术,如果作为微服务架构的小白,你只是知道一些基础知识,突然被问到这个问题,确实比较懵逼。这么多机器集群,我怎么知道每次服务打到哪个机器上了,我怎么知道到底是哪个环节抛异常了?

我:分布式系统中针对上述问题,我们急需一套链路追踪(Trace)系统来解决这些痛点,这个系统主要的任务就是收集各服务的日志,上报日志,分析日志,保存展示。其关键核心在于调用链,为每个请求生成全局唯一的ID(Traceld),通过Traceld 将不同系统的“孤立地”调用信息关联在一起,还原出更多有价值的数据。

(如果你还不明白到底怎么搞直接看看成品图)

分布式系统下调用链追踪技术面试题_第1张图片

通过一个Trace查询某一次请求,这个Trace是全剧唯一,通过这个链路追踪系统,你可以清楚的知道服务调用深度,涉及服务个数,每个服务调用的时间及状态,到底是哪个服务出现异常,具体到方法名,查找耗时长的链路时,可以通过在查询结果页面点击“耗时”二字,让数据以耗时升序或降序排列,都一目了然,上面的问题都得到解决了。

2、面试官:

你知道哪些成熟的调用链开源工具? 

Google Dapper

Dapper一开始是一个自包含的跟踪工具,但后来发展成为一个监控平台,具有高性能,代码侵入性低,支持集群扩展特性。

dapper 处理日志分为3个阶段:

  • 各个服务将span数据写到本机日志上;
  • dapper守护进程进行拉取日志文件,将文件读到dapper收集器里;
  • dapper收集器将结果写到bigtable中,一次跟踪被记录为一行。

阿里巴巴的分布式调用跟踪系统 - 鹰眼(EagleEye)

EagleEye 是一个以调用链追踪技术为核心的监控系统,通过收集,存储,分析分布式系统中的调用事件参数,协同开发人员进行故障定位,容量预估,性能瓶颈定位,系统请求链路梳理等,EagleEye 的开发也是基于Google Dapper 的设计思想。

分布式系统下调用链追踪技术面试题_第2张图片

分布式系统下调用链追踪技术面试题_第3张图片

图片来源:github EagleEye 社区

美团分布式会话追踪系统 - MTrace

MTrace是美团点评内部的分布式会话跟踪系统,也借鉴了2010年Google的 dapper,通过一个全局的ID将分布在各个服务节点上的同一次请求串联起来,还原原有的调用关系、追踪系统问题、分析调用数据、统计系统指标,MTrace支持美团内部RPC中间件,HTTP中间件,MySQL,Tair,MQ等中间件的数据埋点。

总结

无论哪个公司使用哪个框架,我们发现 trace 系统最终要解决的问题都是相同的,大致归纳如下:

  • 复杂网络环境中定位问题,通过异常log绑定记录,轻松定位。
  • 发现热点,发现瓶颈问题。
  • 预估系统容量,按照上下游调用比例,粗略计算哪些机器需要提前扩容。
  • 优化链路,通过链路分析,从更高的全局角度分析可以优化的点。

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