背景

在微服务系统里服务非常的分散，服务日志也分散在各处，多个服务没有统一并且唯一的检索条件，导致问题排查难度很大，因此trace链路追踪技术就应运而生。

一、trace-dubbo组件介绍

github：https://github.com/zbrave429/dubbo-trace
dubbo-trace基于dubbo3.x实现了traceId，spanId链路传递，使用非常简单，代码0侵入，maven直接引入即可

二、设计原理

2.1 原理图

官方文档：https://dubbo.apache.org/zh/docs/v3.0/references/features/attachment/

【dubbo3.x trace组件分享】-LMLPHP
从图中可以看到，左边为consumer，右边为provider
在consumer端filter里面setAttachment 放入trace参数，在provider端filter里面getAttachment获取trace参数，执行后续处理。
原理已经很清楚了，接下来就是干

2.2 实现方案

请求入口将trace信息缓存到ThreadLocal内和Log参数
consumer在发起dubbo调用时从ThreadLocal内获取trace信息设置到Attachment参数内
provider接收到请求后从Attachment获取到trace信息缓存到ThreadLocal和Log内

2.2.1 consumer端实现

// CommonConstants.CONSUMER 客户端过滤器
@Activate(group = {CommonConstants.CONSUMER})
public class TraceConsumerFilter implements Filter {
    @Override
    public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException {
		// 1.从ThreadLocal内获取trace信息
        Tracer tracer = TraceContext.get();
        if (!Objects.isNull(tracer)){
        	// 2.trace信息设置到Attachment内
            setTrace(invocation, tracer);
        }
        // 3.执行调用
        return invoker.invoke(invocation);
    }
}

2.2.2 provider端实现

// CommonConstants.PROVIDER
@Activate(group = {CommonConstants.PROVIDER})
public class TraceProviderFilter implements Filter {

    @Override
    public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException {
		// 1.获取attachments参数
        Map<String, String> attachments = invocation.getAttachments();
		// 2.构建trace信息
        Tracer tracer = buildTracer(attachments);
        try{
        	// 3.将trace信息存到ThreadLocal内和Log参数内
            initTraceContext(tracer);
            // 4.执行业务
            return invoker.invoke(invocation);
        } finally {
        	// 5.清除trace信息，防止线程污染
            removeTraceContext();
        }
    }
}

2.2.3 traceId和spanId生成算法

不在本篇文章讨论范围，感兴趣可以自行clone代码
git clone https://github.com/zbrave429/dubbo-trace.git

2.2.4 ThreadLocal局限性

理想状态下trace信息应该在一次请求的所有执行线程内进行传递，但是ThreadLocal无法在子线程内传递，因此java引入了InheritableThreadLocal ，InheritableThreadLocal可以解决主线程创建子线程时，子线程获取缓存数据的场景。但是目前更多的是使用线程池，线程池一般在服务启动时初始化，就导致通过线程池执行异步操作trace信息丢失的问题。
为了彻底解决这个问题我们可以引入阿里的线程池组件transmittable-thread-local，dubbo-trace组件已经集成，原理和使用大家可以自行百度
或参考 https://github.com/zbrave429/async-task

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>transmittable-thread-local</artifactId>
    <version>2.12.4</version>
</dependency>

三、使用步骤

3.1.clone项目

git clone https://github.com/zbrave429/dubbo-trace.git

3.2.打包

maven install

3.3.maven工程引入依赖

<dependency>
    <groupId>com.brave</groupId>
    <artifactId>dubbo-trace</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>

3.4.日志输出配置

日志输出格式内增加配置 %X{traceId} %X{spanId}

%X{traceId}：traceId参数
%X{spanId}：spanId参数，调用树

3.5.服务入口调用初始化方法

/**
 * IdGenEnum idGenEnum id生成器类型，目前支持两种
 *  UUID - 通过UUID生成的lang整形19位带符号数字
 *  CURRENT_TIME - 通过（时间戳11位 + 自增ID4位 + 随机数4位）生成的19位字符串
 *
 * prefix 前缀，拼接在系统内置的算法生成的字符串之前，CURRENT_TIME模式下才有效，
 *          用来增强traceId的唯一性，例如：prefix = IP + APPKEY
 */

TraceContext.init(IdGenEnum idGenEnum, String prefix);

总结

希望本篇文章能对大家有所帮助，后续会持续在这个项目上集成更多实用的功能，例如：压测标记传递，泳道测试环境，线上测试链路，打点监控等。github上点个star，多多支持！

小二郎，上学堂

【dubbo3.x trace组件分享】

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