[10] 分散リンク追跡技術 Sleuth + Zipkin

マイクロサービスアーキテクチャでは、リクエストは少なくとも 3 つまたは 4 つのサービス呼び出しを通じて完了することがあり、数十、さらには数百のサービスノードにまたがることもあります。次に、次のような質問が次々と出てきます。
1) サービス呼び出しリンクを動的に表示するにはどうすればよいですか? (たとえば、サービス A が呼び出す他のサービス - 依存関係)
2) サービス呼び出しリンク内のボトルネックノードを分析し、調整する方法は? （例：A→B→C、Cサービスの処理時間が特に長い）
3) サービスリンク障害を迅速に検出するにはどうすればよいですか?
これが分散型リンクトラッキング技術の存在目的と意義です

リクエストリンク、リンクは TraceId によって一意に識別され、スパンは開始されたリクエスト情報を識別します。各スパンは parrentId によって関連付けられます。トレース :
サービス追跡の追跡単位は、顧客によってリクエスト (リクエスト) が開始され、追跡対象システムに到達すると、プロセスが開始され、追跡対象システムがクライアントに応答を返すときに終了します。

トレース ID : リクエスト追跡を実装するには、リクエストが分散システムのインレットエンドポイントに送信されるときに、サービス追跡フレームワークはリクエストに対して一意のトレース ID を作成するだけで済みます。分散システムでは、欠落したフレームは、トレースが要求者に返されるまでこの一意の識別を維持します。これは 1 つ以上のスパンで構成されます。各スパンには SpanId があり、TraceId はスパンに記録されます。

ParentId は別の Span の SpanId を指しており、親子関係を示しており、本質的には依存関係を表しています。

スパン ID : 各処理ユニットの遅延時間をカウントするために、リクエストが各サービスコンポーネントに到達したときに、その開始、特定のプロセス、および終了をマークするために一意の識別子 SpanID も使用されます。各スパンには、2 つの開始ノードと終了ノードが必要です。開始スパンと終了スパンのタイムスタンプを記録することで、スパンの遅延時間を計算できます。タイムスタンプレコードに加えて、他のメタデータも含めることができます。、時間名、リクエスト情報など。各スパンには一意の追跡識別子「スパン ID」があります。複数の順序付けされたスパンがトレースを形成する場合。

Span はログデータ構造と考えることができます。一部のログ情報は、タイムスタンプ、spanId、TraceId、parentIde などの特別なタイミングポイントで記録されます。Span はイベントと呼ばれる別の概念も抽象化しています。コアイベントは次の
とおりです。

CS: クライアント送信/開始クライアント/コンシューマーは、スパンの開始を説明するリクエストを送信します。
SR: サーバー受信/開始サーバー/プロデューサー受信リクエスト SR-CS はネットワークに属し、リクエスト送信の遅延
SS: サーバー送信/終了サーバー/プロデューサーは、サーバーが消費した時間である応答 SS-SR を送信します。
CR: クライアントが受信した/終了したクライアント/コンシューマが応答を受信したこと CR-SS は、応答に必要な時間を示します (応答のネットワーク遅延)

Spring Cloud Sleuth（トラッキングサービスフレームワーク）は、サービス間の呼び出しを追跡することができ、サービスリクエストがどのサービスを経由したか、サービスの処理時間などを記録することができ、これらをもとにマイクロサービス間の呼び出し関係や処理を明確にすることができ、課題追跡分析を行うことができます。

時間のかかる分析: Sleuth を使用して、時間のかかるサンプリングリクエストを理解し、サービスパフォーマンスの問題 (どのサービス呼び出しに時間がかかるか) を分析します。
リンクの最適化: 頻繁に呼び出されるサービス、ターゲットを絞った最適化などを検出します。
Sleuth はログを通じてトレースデータを記録します。

サービスビルド

スルース+ジプキン

追跡する必要がある各マイクロサービスプロジェクトには依存関係座標が導入されます

  <dependency>
     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
 </dependency>

各マイクロサービスの application.yml 構成ファイルを変更し、ログレベルを追加します。

#分布式链路追踪
logging:
  level:
    org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet: debug
    org.springframework.cloud.sleuth: debug

サービス監視コンソールを開始します

Zipkin と組み合わせて追跡データを表示します

Zipkin には、Zipkin Server と Zipkin Client が含まれています。Zipkin Server は別のサービスであり、Zipkin Client は
特定のマイクロサービスです。

Zipkin Server のビルド (m-parent の下に新しいモジュールを作成)

2. 依存関係

 <!--zipkin-server的依赖坐标-->
		        <dependency>
		            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
		            <artifactId>zipkin-server</artifactId>
		            <version>2.12.3</version>
		            <exclusions>
		                <!--排除掉log4j2的传递依赖，避免和springboot依赖的⽇志组件冲突-->
		                <exclusion>
		                    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
		                    <artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
		                </exclusion>
		            </exclusions>
		        </dependency>
		        <!--zipkin-server ui界⾯依赖坐标-->
		        <dependency>
		            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
		            <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
		            <version>2.12.3</version>
		        </dependency>

スタートアップクラス

@SpringBootApplication
@EnableZipkinServer //开启ZipkinServer
public class MCloudZipkinServer9411 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        SpringApplication.run(MCloudZipkinServer9411.class,args);
    }
}

構成

server:
  port: 9411

management:
  metrics:
    web:
      server:
        auto-time-requests: false #关闭自动检测

Zipkin クライアントの構築 (特定のマイクロサービスで変更)

pom に zipkin 依存関係を追加

<dependency>
 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
 <artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
</dependency>

application.yml に zipkin サーバーへの参照を追加します。

  # zipkin链路追踪配置
spring:
  zipkin:
    base-url: http://localhost:9411
    sender:
      type: web
  sleuth:
    sampler:
      probability: 1 #采样率 1代表100%全采集，默认0.1 10%

Zipkin Server を起動し、次のサービスを再起動します。
http://localhost:9411/zipkin/にアクセスしてください。
マイクロサービスを呼び出してリンク情報を生成する

Zipkin が mysql に保持する追跡データ

永続性がない場合、データサービスが再起動されるとデータが消えます。

mysql で名前を付けたデータベースを作成しzipkin、以下の SQL 文を実行します（公式に提供されています）

--
-- Copyright 2015-2019 The OpenZipkin Authors
--
-- Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may not use this file except
-- in compliance with the License. You may obtain a copy of the License at
--
-- http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
--
-- Unless required by applicable law or agreed to in writing, software distributed under the License
-- is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express
-- or implied. See the License for the specific language governing permissions and limitations under
-- the License.
--

CREATE TABLE IF NOT EXISTS zipkin_spans (
  `trace_id_high` BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT 'If non zero, this means the trace uses 128 bit traceIds instead of 64 bit',
  `trace_id` BIGINT NOT NULL,
  `id` BIGINT NOT NULL,
  `name` VARCHAR(255) NOT NULL,
  `remote_service_name` VARCHAR(255),
  `parent_id` BIGINT,
  `debug` BIT(1),
  `start_ts` BIGINT COMMENT 'Span.timestamp(): epoch micros used for endTs query and to implement TTL',
  `duration` BIGINT COMMENT 'Span.duration(): micros used for minDuration and maxDuration query',
  PRIMARY KEY (`trace_id_high`, `trace_id`, `id`)
) ENGINE=InnoDB ROW_FORMAT=COMPRESSED CHARACTER SET=utf8 COLLATE utf8_general_ci;

ALTER TABLE zipkin_spans ADD INDEX(`trace_id_high`, `trace_id`) COMMENT 'for getTracesByIds';
ALTER TABLE zipkin_spans ADD INDEX(`name`) COMMENT 'for getTraces and getSpanNames';
ALTER TABLE zipkin_spans ADD INDEX(`remote_service_name`) COMMENT 'for getTraces and getRemoteServiceNames';
ALTER TABLE zipkin_spans ADD INDEX(`start_ts`) COMMENT 'for getTraces ordering and range';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS zipkin_annotations (
  `trace_id_high` BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT 'If non zero, this means the trace uses 128 bit traceIds instead of 64 bit',
  `trace_id` BIGINT NOT NULL COMMENT 'coincides with zipkin_spans.trace_id',
  `span_id` BIGINT NOT NULL COMMENT 'coincides with zipkin_spans.id',
  `a_key` VARCHAR(255) NOT NULL COMMENT 'BinaryAnnotation.key or Annotation.value if type == -1',
  `a_value` BLOB COMMENT 'BinaryAnnotation.value(), which must be smaller than 64KB',
  `a_type` INT NOT NULL COMMENT 'BinaryAnnotation.type() or -1 if Annotation',
  `a_timestamp` BIGINT COMMENT 'Used to implement TTL; Annotation.timestamp or zipkin_spans.timestamp',
  `endpoint_ipv4` INT COMMENT 'Null when Binary/Annotation.endpoint is null',
  `endpoint_ipv6` BINARY(16) COMMENT 'Null when Binary/Annotation.endpoint is null, or no IPv6 address',
  `endpoint_port` SMALLINT COMMENT 'Null when Binary/Annotation.endpoint is null',
  `endpoint_service_name` VARCHAR(255) COMMENT 'Null when Binary/Annotation.endpoint is null'
) ENGINE=InnoDB ROW_FORMAT=COMPRESSED CHARACTER SET=utf8 COLLATE utf8_general_ci;

ALTER TABLE zipkin_annotations ADD UNIQUE KEY(`trace_id_high`, `trace_id`, `span_id`, `a_key`, `a_timestamp`) COMMENT 'Ignore insert on duplicate';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`trace_id_high`, `trace_id`, `span_id`) COMMENT 'for joining with zipkin_spans';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`trace_id_high`, `trace_id`) COMMENT 'for getTraces/ByIds';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`endpoint_service_name`) COMMENT 'for getTraces and getServiceNames';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`a_type`) COMMENT 'for getTraces and autocomplete values';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`a_key`) COMMENT 'for getTraces and autocomplete values';
ALTER TABLE zipkin_annotations ADD INDEX(`trace_id`, `span_id`, `a_key`) COMMENT 'for dependencies job';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS zipkin_dependencies (
  `day` DATE NOT NULL,
  `parent` VARCHAR(255) NOT NULL,
  `child` VARCHAR(255) NOT NULL,
  `call_count` BIGINT,
  `error_count` BIGINT,
  PRIMARY KEY (`day`, `parent`, `child`)
) ENGINE=InnoDB ROW_FORMAT=COMPRESSED CHARACTER SET=utf8 COLLATE utf8_general_ci;

Zipkin サーバー、pom ファイルに関連する依存関係が導入される

 <dependency>
            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
            <artifactId>zipkin-autoconfigure-storage-mysql</artifactId>
            <version>2.12.3</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.1.10</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-tx</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-jdbc</artifactId>
        </dependency>

設定ファイルを変更する

spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/zipkin?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&allowMultiQueries=true&serverTimezone=UTC
    username: root
    password: root
    druid:
      initialSize: 10
      minIdle: 10
      maxActive: 30
      maxWait: 50000
# 指定zipkin持久化介质为mysql
zipkin:
  storage:
    type: mysql

トランザクションマネージャーをスタートアップクラスに挿入する

@Bean
public PlatformTransactionManager txManager(DataSource dataSource) {
    
    
 return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
}

サービス検証の永続性の開始

ここに画像の説明を挿入します