分布式日志追踪的最佳实践1

Posted 2021-06-13 keep-go-on

分布式日志追踪

分布式环境中无可避免的需要做微服务之间的调用，这导致追踪到整个的业务流程变得麻烦。分布式日志追踪解决了那些问题：

1. 分布式的性能优化。通过日志追踪可以看出各个环境，各个服务消耗的时间，为性能优化定位问题。
2. 追踪业务流程。通过链路追踪码，可以追踪到业务发生的整体流程。
3. 异常追踪。但服务发生异常时，服务可以通过埋点的方式收集追踪码，从而定位问题。

适用范围

框架除Gateway外全部采用Servlet,本文代码不适用与WebFlux等非阻塞模型。

框架采用了PlumeLog分布式框架,因此在工具类中使用了PlumeLog的工具类。

如何在主流的微服务框架中实现日志追踪 ？

本文以使用Feign和RestTemplate进行微服务直接调用的案例作为实例，如下图：

图中是一个比较常见的服务调用案例，在请求在各个微服务模块中传递时，我们可以通过服务的拦截器对请求添加标识(链路追踪码)，标记请求的流转过程。在微服务模块中需要对业务处理流程添加标识,这样标识就标记了本次请求的整个生命周期。

具体的请求顺序对应的操作如下:

1. 前端向网关发起请求。
2. 网关对请求添加标记(一般放到请求头中),然后调用微服务1。具体见下方 ：Servlet日志追踪
3. 微服务1在Servlet拦截器中拦截请求，并从请求中获取标记,同时将标记标记当前线程，然后通过Feign调用微服务2，这时触发Feign拦截器,拦截器见标记添加到请求中，发送给下个微服务。具体见下方 ：Servlet日志追踪和Feign的日志追踪
4. 微服务2接到请求后，同样接收标记并应用,随后通过RestTemplate调用微服务3,这时触发RestTemplate拦截器,拦截器见标记添加到请求中，发送给下个微服务。具体见下方 ：Servlet日志追踪和RestTemplate的日志追踪
5. 微服务3接到请求后，同样接收标记并标记业务流程，处理完成后返回给微服务2。
6. 微服务2接到返回后，继续处理业务，完成后返回给微服务1。
7. 微服务1完成业务后，返回给网关。
8. 网关将请求结果返回给前端。

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Feign的日志追踪

Feign的日志追踪可以通过Feign的拦截器进行处理，如下：

import feign.RequestInterceptor;
import feign.RequestTemplate;
public class FeignTraceRequestInterceptor implements RequestInterceptor {
    @Override
    public void apply(RequestTemplate requestTemplate) {
        ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder
                .getRequestAttributes();
        RequestContextHolder.setRequestAttributes(attributes, true);
        if(ObjectUtil.isNull(attributes)) {
            return;
        }
        HttpServletRequest request = attributes.getRequest();
        String traceId = request.getHeader(TraceUtil.TRACE_NAME);
        traceId = StringUtils.isBlank(traceId) ? TraceUtil.get() : traceId;
        traceId = StringUtils.isBlank(traceId) ? TraceUtil.getTraceId() : traceId;
        // 如果追踪码不是空白就传递
        requestTemplate.header(TraceUtil.TRACE_NAME,traceId);
    }
}

当feign调用时，拦截器会拦截到Feign的请求 ：

1. 首先我们从请求中获取追踪码。有可能追踪码来源于上一个服务的请求。
2. 如果追踪码为空，就中线程中（业务流程中）获取当前追踪码。
3. 如果追踪码还是空，就新创建一个追踪码。
4. 最后将追踪码放到请求头中，传递给下个服务。

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应用Feign拦截器

首先，声明Feign配置:

public class FeignHeaderConfig{
    @Bean
    public RequestInterceptor requestInterceptor(){
        return new FeignBasicAuthRequestInterceptor();
    }
    @Bean
    public FeignTraceRequestInterceptor FeignTraceRequestInterceptor(){
        return new FeignTraceRequestInterceptor();
    }
}

声明配置器时需要将写的拦截器注入到配置中

然后应用配置:

@FeignClient(value = "feign-test-service",configuration = FeignHeaderConfig.class)

RestTemplate的日志追踪

RestTemplate的日志追踪同样使用拦截器处理：

import org.springframework.http.client.ClientHttpRequestExecution;
import org.springframework.http.client.ClientHttpRequestInterceptor;
import org.springframework.http.client.ClientHttpResponse;
public class RestTraceInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {

    @Override
    public ClientHttpResponse intercept(HttpRequest httpRequest, byte[] bytes, ClientHttpRequestExecution clientHttpRequestExecution) throws IOException {
        // 从头里获取追踪码
        String traceId = TraceUtil.getTraceId(httpRequest);
        // 如果追踪码是个空，就从 线程里去追踪码
        traceId = StringUtils.isBlank(traceId) ? TraceUtil.get() : traceId;
        // 如果线程追踪码还是空，就创建新的追踪码
        traceId = StringUtils.isBlank(traceId) ? TraceUtil.getTraceId() : traceId;
        // 请求头传递参数
        httpRequest.getHeaders().add(TraceUtil.TRACE_NAME, traceId);
        // 保证请求继续被执行
        return clientHttpRequestExecution.execute(httpRequest, bytes);
    }
}

当RestTemplate调用时，拦截器会拦截到请求 几乎和Feign一致：

1. 首先我们从请求中获取追踪码。有可能追踪码来源于上一个服务的请求。
2. 如果追踪码为空，就中线程中（业务流程中）获取当前追踪码。
3. 如果追踪码还是空，就新创建一个追踪码。
4. 最后将追踪码放到请求头中，传递给下个服务。

应用RestTemplate拦截器

在创建RestTemplate时，声明使用拦截器即可:

@Configuration
public class MyLoadBalanceConfig {
    @Bean
    public RestTraceInterceptor restTraceInterceptor(){
        return new RestTraceInterceptor();
    }
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        RestTemplate restTemplate =  new RestTemplate();
        restTemplate.setInterceptors(Collections.singletonList(restTraceInterceptor()));
        return restTemplate;
    }
}

如果在分布式环境中必须要加上 @LoadBalanced 注解，否则服务使用服务名进行调用。

Servlet中日志追踪

同样，在servlet中以旧使用Servlet拦截器处理：

import com.kgo.trace.utils.TraceUtil;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class TraceInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 从请求中获取追踪码
        String traceId = TraceUtil.getTraceId(request);
        // 如果追踪码是个空，就从 线程里去追踪码
        traceId = StringUtils.isBlank(traceId) ? TraceUtil.get() : traceId;
        // 如果线程追踪码还是空，就创建新的追踪码
        traceId = StringUtils.isBlank(traceId) ? TraceUtil.getTraceId() : traceId;
        // 放到线程中
        TraceUtil.set(traceId);
        return true;
    }
}

处理逻辑与RestTemplate和Feign的处理逻辑几乎一致,不再赘述。

应用 Servlet拦截器

这个比较简单，不做赘述:

@Configuration
public class ContractMvcConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(getTraceInterceptor()).addPathPatterns("/**");
    }

    @Bean
    public TraceInterceptor getTraceInterceptor() {
        return new TraceInterceptor();
    }
}

如果在分布式环境中必须要加上 @LoadBalanced 注解，否则服务使用服务名进行调用。

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日志工具类源码请见下篇分解