【JAVA】分布式链路追踪技术概论

本文涉及的产品
应用实时监控服务-可观测链路OpenTelemetry版,每月50GB免费额度
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: 【JAVA】分布式链路追踪技术概论

1.概述

当采用分布式架构后,一次请求会在多个服务之间流转,组成单次调用链的服务往往都分散在不同的服务器上。这就会带来一个问题:

故障难以溯源。

发起请求,然后请求报错,到底是调用链中哪一环出了问题?很难以定位。这时候就需要用到链路追踪技术了。所谓的链路追踪技术,也就是想办法让分布式系统中的单次请求的链路调用成为可被追踪的,便于在出现故障的时候进行快速的定位溯源。

目前有两套实现思路:

  • 基于日志来实现,常用到的有Sleuth、zipkin
  • 基于agent来实现,常用到的有skywaiking

本文着重于介绍链路追踪的概念和大概体系,sleuth、zipkin、skywalking具体的详细教程会在后续有文章推出进行具体介绍。

2.基于日志的实现

2.1.实现思想

当分布式系统中的一次请求报错时,如何定位错误?大家的第一反应可能都是去挨着看链路上各个服务的日志。这是肯定的,因为只能从这里下手。查这些日志的过程中有个很麻烦的问题——如何将不同服务间的日志对起来?一次调用在调用链的上一个服务留下了一条日志,我怎么知道这条日志对应着链路的下一个节点的哪条日志喃?所以要给每一次请求一个编号。基于这个思想,于是有了标准日志格式规范——OpenTracing。


OpenTracing规定了标准的日志格式如下:

服务ID,服务名称。

trace ID,每一次请求,调用链上的各个服务trace ID是相同的,也就是每一次请求的编号。

span ID,各个服务不同,用来区分链路上的不同节点。

导出标识,

2.2.sleuth

依赖:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
    <version>3.1.8</version>
</dependency>
 

这里我们搭建了一个简单的微服务集群,然后在APP、AuthenticationCenter、Bis中均引入sleuth:

AuthenticationCenter,鉴权中心,用来登录获取token,校验token是否合法。

APP,服务提供方。

Bis,Bis调用AuthenticationCenter登录,然后校验token是否合法,合法的话,再去调用APP中提供的服务:

最后去访问bis,会看到:

bis的日志:

AuthenticationCenter的日志:


可以看到Bis中一个方法中发出的所有请求在下游的trace ID全是一致的,只是span ID不同。

2.2.可视化

光有了日志,进行问题排查还是要一条条的翻,还是很繁琐。所以配套出现了可视化工具,由推特开发的——zipkin。其能对标准opentracing格式的日志进行收集和展示:

效果图:

 

3.基于agent的实现

skywalking是基于java agent来实现的,java agent是jkd 1.5引入的新特性,允许在main方法之前执行premain方法,来完成一些准备动作。关于 java gent,其在很多地方都有使用到,博主后续会有文章专门体系化的介绍java agent,并用java agent+字节码增强的方式来对类进行增强和监控,此处不展开。


sky walking的使用很简单,用-agent来启动即可:

java -javaagent:skywalking-agent.jar

-Dskywalking.agent.service_name=a-service

-Dskywalking.collector.backend_service=192.168.31.10:11800

-Dskywalking.logging.file_name=a-service-api.log
-jar a-service.jar
 

-Dskywalking.agent.service_name,应用的名称。

-Dskywalking.logging.file_name,数据需要上传到哪里。

skywalking拥有更加的强大和细粒度的图形监控界面。

相关实践学习
基于OpenTelemetry构建全链路追踪与监控
本实验将带领您快速上手可观测链路OpenTelemetry版,包括部署并接入多语言应用、体验TraceId自动注入至日志以实现调用链与日志的关联查询、以及切换调用链透传协议以满足全链路打通的需求。
分布式链路追踪Skywalking
Skywalking是一个基于分布式跟踪的应用程序性能监控系统,用于从服务和云原生等基础设施中收集、分析、聚合以及可视化数据,提供了一种简便的方式来清晰地观测分布式系统,具有分布式追踪、性能指标分析、应用和服务依赖分析等功能。 分布式追踪系统发展很快,种类繁多,给我们带来很大的方便。但在数据采集过程中,有时需要侵入用户代码,并且不同系统的 API 并不兼容,这就导致了如果希望切换追踪系统,往往会带来较大改动。OpenTracing为了解决不同的分布式追踪系统 API 不兼容的问题,诞生了 OpenTracing 规范。OpenTracing 是一个轻量级的标准化层,它位于应用程序/类库和追踪或日志分析程序之间。Skywalking基于OpenTracing规范开发,具有性能好,支持多语言探针,无侵入性等优势,可以帮助我们准确快速的定位到线上故障和性能瓶颈。 在本套课程中,我们将全面的讲解Skywalking相关的知识。从APM系统、分布式调用链等基础概念的学习加深对Skywalking的理解,从0开始搭建一套完整的Skywalking环境,学会对各类应用进行监控,学习Skywalking常用插件。Skywalking原理章节中,将会对Skywalking使用的agent探针技术进行深度剖析,除此之外还会对OpenTracing规范作整体上的介绍。通过对本套课程的学习,不止能学会如何使用Skywalking,还将对其底层原理和分布式架构有更深的理解。本课程由黑马程序员提供。
目录
相关文章
|
28天前
|
监控 Java 测试技术
2025 年 Java 核心技术从入门到精通实战指南
《2025年Java核心技术实战指南》全面覆盖Java开发的最新趋势与最佳实践。内容包括Java新特性(如模式匹配、文本块、记录类)、微服务架构(Spring Boot 3.0+、Spring Cloud)、响应式编程(Reactor、WebFlux)、容器化与云原生(Docker、Kubernetes)、数据访问技术(JPA、R2DBC)、函数式编程、单元测试与集成测试(JUnit 5、Mockito)、性能优化与监控等。通过实战案例,帮助开发者掌握构建高性能、高可用系统的技能。代码资源可从[链接](https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6)获取。
119 7
|
21天前
|
安全 Java API
Java 17 + 特性与现代开发技术实操应用详解
本指南聚焦Java 17+最新技术,涵盖模块化开发、Record类、模式匹配、文本块、Stream API增强、虚拟线程等核心特性,结合Spring Boot 3与Micronaut框架实战。通过实操案例解析现代Java开发技术栈,包括高性能并发编程、GraalVM原生编译及开发工具链配置。同时梳理面试高频考点,助力掌握Java新特性和实际应用,适合学习与项目实践。代码示例丰富,附带完整资源下载链接。
248 0
|
20天前
|
消息中间件 机器学习/深度学习 Java
java 最新技术驱动的智能教育在线实验室设备管理与实验资源优化实操指南
这是一份基于最新技术的智能教育在线实验室设备管理与实验资源优化的实操指南,涵盖系统搭建、核心功能实现及优化策略。采用Flink实时处理、Kafka消息队列、Elasticsearch搜索分析和Redis缓存等技术栈,结合强化学习动态优化资源调度。指南详细描述了开发环境准备、基础组件部署、数据采集与处理、模型训练、API服务集成及性能调优步骤,支持高并发设备接入与低延迟处理,满足教育机构数字化转型需求。代码已提供下载链接,助力快速构建智能化实验室管理系统。
86 44
|
21天前
|
SQL Kubernetes Java
Java 最新技术实操:从基础到进阶的详细指南
本文介绍了Java 17及后续版本的核心技术实操,涵盖新特性、集合框架、异常处理和多线程编程等内容。主要包括:密封类(Sealed Classes)的继承层级控制、模式匹配(Pattern Matching)简化类型判断、文本块(Text Blocks)处理多行字符串;集合框架中的工厂方法和Stream API高级操作;异常处理的最佳实践如自动资源管理(ARM)和自定义异常;多线程编程中的CompletableFuture异步编程和ReentrantLock显式锁使用。
81 6
|
23天前
|
安全 Java API
Java最新技术(JDK 11+) 及以上 Java 最新技术之集合框架实操应用详解
本示例基于Java最新技术(JDK 11+),涵盖集合框架的核心功能,结合Java 8+特性(如Stream API、Lambda表达式)与并发编程最佳实践。内容包括:List操作(初始化、Lambda过滤、Stream处理)、Map操作(流式过滤、ConcurrentHashMap原子操作、并行流)、Set操作(TreeSet排序、CopyOnWriteArraySet并发安全)、Queue/Deque操作(优先队列、双端队列)以及高级聚合操作(集合转换、分组统计、平均值计算)。 [代码下载](https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6)
38 4
|
21天前
|
Cloud Native Java 微服务
最新 Java 从入门到实战技术实操指南
这是一份全面的Java实操指南,涵盖从入门到微服务架构的完整学习路径。内容包括Java 21新特性(虚拟线程、Record类)、响应式编程(Spring WebFlux)、微服务架构(Spring Boot 3.2、Spring Cloud、Kubernetes)、数据库与缓存(Redis 8、R2DBC)以及云原生部署和监控(Prometheus、Grafana)。通过电商系统实战项目,掌握最新技术栈与开发技巧。适合初学者及进阶开发者,附带代码示例与资源链接,助你快速提升技能。
38 0
|
25天前
|
Java API 微服务
Java 最新技术实操内容:从基础到进阶的全方位指南
本内容聚焦Java最新技术的实操应用,涵盖模块化开发(JPMS)、响应式编程(Spring WebFlux + Project Reactor)、微服务架构(Spring Cloud)、容器化部署(Docker + Kubernetes)、函数式编程、响应式缓存(Redis Reactive API)、反应式数据库访问(R2DBC)、测试技术(JUnit 5 + Mockito)及性能调优(JFR + JMC)。通过具体案例,如模块化图书管理系统、响应式REST API构建、微服务搭建等,深入讲解核心技术实现与应用场景。适合高并发系统、云原生应用和微服务架构开发者学习参考。
43 0
|
2月前
|
算法 Java 调度
Java多线程基础
本文主要讲解多线程相关知识,分为两部分。第一部分涵盖多线程概念(并发与并行、进程与线程)、Java程序运行原理(JVM启动多线程特性)、实现多线程的两种方式(继承Thread类与实现Runnable接口)及其区别。第二部分涉及线程同步(同步锁的应用场景与代码示例)及线程间通信(wait()与notify()方法的使用)。通过多个Demo代码实例,深入浅出地解析多线程的核心知识点,帮助读者掌握其实现与应用技巧。
|
5月前
|
存储 监控 Java
【Java并发】【线程池】带你从0-1入门线程池
欢迎来到我的技术博客!我是一名热爱编程的开发者,梦想是编写高端CRUD应用。2025年我正在沉淀中,博客更新速度加快,期待与你一起成长。 线程池是一种复用线程资源的机制,通过预先创建一定数量的线程并管理其生命周期,避免频繁创建/销毁线程带来的性能开销。它解决了线程创建成本高、资源耗尽风险、响应速度慢和任务执行缺乏管理等问题。
297 60
【Java并发】【线程池】带你从0-1入门线程池
|
3月前
|
Java 中间件 调度
【源码】【Java并发】从InheritableThreadLocal和TTL源码的角度来看父子线程传递
本文涉及InheritableThreadLocal和TTL,从源码的角度,分别分析它们是怎么实现父子线程传递的。建议先了解ThreadLocal。
141 4
【源码】【Java并发】从InheritableThreadLocal和TTL源码的角度来看父子线程传递