2.SkyWalking源码阅读-了解SkyWalking的几个重要概念

1. Span

1. Span代表一个完整的调用过程，类似于方法栈的栈针，如：helloService.hello()的栈针，包括了这个方法的出入参，环境等。Span可以表示一个RPC调用的栈针，包括请求、响应和调用上下文。
2. SkyWalking将Span分为三种：
   1. EntrySpan
      1. 从字面理解这个是入口/进入Span。它是指谁的入口，又是进入谁呢？以客户端和服务端为例的话，它是服务端的概念，指服务端接收请求的入口，进入服务端。一般是将客户端的信息带入给服务端，返回响应数据给客户端。跨进程时使用。
   2. ExitSpan
      1. 从字面理解这个是出口/离开Span。还以客户端和服务端为例的话，它是客户端的概念，指客户端发送请求的出口，离开客户端。一般是将客户端信息带出给服务端，接收服务端响应数据。也是在跨进程时使用，与EntrySpan是一对。
   3. LocalSpan
      1. 从字面理解这个是本地Span。这个是在多线程时使用的，是一个子线程栈的栈顶元素，表示一个线程追踪的开始。跨线程时使用。

2. ContextCarrier

1. 追踪上下文载体。跨进程时使用，用于装载上一个服务端系统的trace信息，传播给下一个服务端系统，使各个系统的trace信息可以关联。
2. 举个例子：客户端调用服务端系统A，A又先后同步调用B,C。然后系统A返回响应给客户端。skywalking在系统A上生成分布式traceId，以及携带其他扩展或者用户的信息，装载到ContextCarrier对象上，传播给B，B会使用ContextCarrier上携带的分布式traceId，替换自己的分布式TraceId。这样A,B,C三个系统的追踪日志就关联上了。

3. ContextSnapshot

1. 追踪上下文快照。跨线程时使用，用于记录主线程在创建Runnable/Callable/Supplier任务时主线程的追踪上下文数据，包括traceId等，set到子线程的任务Runnable/Callable中，用于多线程时关联追踪日志。

4. RunnableWrapper/CallableWrapper/SupplierWrapper

1. 有没有想过如何拦截和增强多线程，使多线程可以被追踪？如果只是单纯的拦截所有jdk原生的Runnable/Callable，会导致除了业务系统以外的，不需要被追踪的线程也被追踪，浪费了大量的内存空间。如SkyWalking框架本身使用的线程池也会被追踪，但是这个数据对我们来说没有意义。

2. 为了对业务线程任务和框架线程任务进行区分，SkyWalking定义了RunnableWrapper/CallableWrapper/SupplierWrapper这几个类，以及@TraceCrossThread注解，提供给业务线程使用，SkyWalking只对被Wrapper包装了的，和含有@TraceCrossThread注解的任务进行追踪。将需要追踪的线程任务包装成另一个类型，用来区分开jdk原生任务类型。

3. 使用举例:

   //方式1
   @TraceCrossThread
   public static class MyCallable implements Callable {
       @Override
       public String call() throws Exception {
           return null;
       }
   }
   
   ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
   executorService.submit(new MyCallable());
   
   //方式2
   ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
   executorService.execute(RunnableWrapper.of(new Runnable() {
       @Override public void run() {
           //your code
       }
   }));
   
   //方式3
   ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
   executor.setThreadFactory(r -> new Thread(RunnableWrapper.of(r)));
   
   //其他方式等等
   

5. TraceId

1. 唯一定位一个调用链信息的id。
2. SkyWalking在业务上定义了两种TraceId
   1. TraceSegmentId: 对应一个线程的trace id。
   2. DistributedTraceId: 唯一定位一个分布式操作的trace id。包括发出一个请求到收到响应的过程中，经历的所有分布式系统的trace数据，通过该id进行关联。

6. TraceSegment

1. 一个TraceSegment对应一个线程内所有的追踪数据，这里重点是一个线程，即单线程。如果有两个线程就会对应有两个TraceSegment。一个TraceSegment包含多个Span。
2. 一个TraceSegment对应一个traceSegmentId，用来唯一定位该TraceSegment。还持有一到多个关联的分布式操作的DistributedTraceId。

7. TracingContext

Trace的上下文，主要持有一个TraceSegment，以及模拟的Span栈，实际上应该说是TraceSegment的上下文。代码结构：

public class TracingContext implements AbstractTracerContext {
    //一个上下文持有一个TraceSegment
    private TraceSegment segment;
    //处于活动中，未完成状态的Span的栈集合
    private LinkedList activeSpanStack = new LinkedList<>();
    //根据id升序，还原一个TraceSegment内，多个span的先后执行关系。
    private int spanIdGenerator;
    
    //其他省略。。。
    private final CorrelationContext correlationContext;
    private final ExtensionContext extensionContext;
    private final SpanLimitWatcher spanLimitWatcher;

    TracingContext(String firstOPName, SpanLimitWatcher spanLimitWatcher) {
        //创建一个新的TraceSegment，包括新的traceId，DistributedTraceId。
        this.segment = new TraceSegment();
        //span id清零
        this.spanIdGenerator = 0;
        //默认同步模式，即单线程
        isRunningInAsyncMode = false;
        createTime = System.currentTimeMillis();
        running = true;

        this.correlationContext = new CorrelationContext();
        this.extensionContext = new ExtensionContext();
        this.spanLimitWatcher = spanLimitWatcher;
    }
}