调用链系列一:解读UAVStack中的调用链技术

一周一更,UAVStack又来例行推新啦~~~在上周的推送中,我们介绍了调用链技术中的日志聚合、分布式跟踪及二者的关联运用,相信大家已经对调用链有了基本了解。本周,我们将继续介绍调用链的模型设计与模型时序图,小伙伴们上车啦

在分布式在线服务中,一个请求需要经过多个系统中的多个模块,可能需要多达上百台机器的协作才能完成单次请求。在这种场景下,单靠人力已经无法掌握整个请求中各个阶段的性能开销,更无法快速定位系统中的性能瓶颈。发生故障时,通常需要多个团队合作,查看大量日志才能确定问题。

举个栗子

作为一个在职场摸爬滚打很多年的资深工程师程序猿小亮面对的系统设计可能是这个样子的:

调用链系列一:解读UAVStack中的调用链技术

借助良好的系统设计和编码规范,对于一般有问题的请求处理,小亮能够凭借对多个系统的了解,在翻阅大量日志文件(前提是日志输出也是规范的)后定位到问题。随着用户数量的增加,系统复杂度也越来越高,小亮的大部分时间都花费在团队沟通工作上了。

这时,小亮可能会想,如果有一个工具能够把每次请求经过的系统都记录下来,并把每个节点的消耗时间和处理类等信息也抓取出来,那这个世界该多么美好啊。

一个偶然的机会,小亮了解到了UAVStack中的调用链功能,能够在对业务代码没有任何侵入的前提下轻松解决他的难题。下面就让我们一起开启神奇的调用链探索之旅吧。

UAVStack调用链技术栈支持

调用链系列一:解读UAVStack中的调用链技术

效果展示

轻型调用链展示详情:

调用链系列一:解读UAVStack中的调用链技术

重调用链开启以后请求报文体抓取视图:

调用链系列一:解读UAVStack中的调用链技术

更多使用说明请参阅官网:用户指南

具体实现

UAVStack调用链实现分为模型设计、服务端信息收集(轻/重)、方法级信息收集(轻/重)、客户端信息收集(轻/重)、调用链协议设计(轻/重)、调用链上下文传递、调用信息记录及传递、调用数据统计处理等。由于篇幅限制,本期暂时只分享其中的模型设计及实现调用链模型时序图。

在参考现有经验并结合具体业务场景需求的基础上,我们抽象出了如下调用链模型:

调用链元数据:

  1. SpanEndpointType:调用类型(Root(“E”),Service(“S”), Client(“C”), Method(“M”))。

    ☆ Root指本条调用链中的第一个节点,即一条调用链的开始位置,可以是一个服务请求,一次httpclient调用等;

    ☆ Service指当前调用链中非第一个节点且是系统对外提供的服务,如用户登录服务;

    ☆ Client指当前调用链中非第一个节点且是当前系统与外部沟通的一种途径,如httpclient、mongoclient等;

    ☆ Method值当前调用链中非第一个节点且是系统中的一个函数,如日志数出函数等。

  2. traceId:调用链唯一标识符。

  3. spanId:一条调用链中当前节点的调用顺序(与SpanEndpointType 结合唯一);spanId采用分层设计,形如1.2.1,既能表示调用顺序同时又能反应所才调用链层级。

  4. parentId:一条调用链中当前节点的父调用节点。

调用链绘制规则:

  1. 调用者(服务、web)最初调用(无父调用)记为开始节点E,并生成唯一调用链ID,traceID;
  2. 系统内应用组件调用(如httpclient,方法调用等),spanId末尾数字加1(若为第一个则末尾加.1);
  3. 系统间调用(如A服务调用B服务),A服务与B服务span信息只有SpanEndpointType不同(分别对应span的两个端)。

举个栗子

用户小明想通过网络获取一些知识,通过网络,他进入了系统O。服务O中部署了服务A和B,A服务使用httpclient与B通讯,B服务先会与Redis交互然后和MySQL交互,最后系统O将小明感兴趣的内容返回给小明。

在完成此次请求的过程中,UAVStack抽象出如下调用链模型:

  1. 小明(下图中的调用方)通过门户访问了A服务,此时调用链生成唯一traceId并将当前节点的SpanEndpointType置为N(第一个节点的意思),spanId置为1(当前调用层中的第一个节点),parentId置为E(没有父节点的意思);
  2. A服务通过httpclient向B服务发起一次http请求,此时调用链元数据如下traceId(沿用父节点id);1.1(spanId末尾加.1,因为为第一次调用);1(parentId父节点的spanId);C(调用类型记录为C客户端调用);
  3. B服务接收到来自于A服务通过httpclient的调用,此时调用链元数据如下traceId(沿用初始调用时id);1.1(spanId沿用传递过来的spanId);1(parentId沿用传递过来的parentId);S(调用类型记录为S服务端处理请求);
  4. B服务先查询Redis,此时调用链元数据如下traceId(沿用初始调用时id);1.1.1(spanId末尾加.1,因为为第一次调用);1.1(parentId父节点的spanId);C(调用类型记录为C客户端调用);
  5. B服务又发起对MySQL的查询,此时调用链元数据如下traceId(沿用初始调用时id);1.1.2(spanId末尾数字加1,因为为非第一次调用);1.1(parentId父节点的spanId);C(调用类型记录为C客户端调用);
  6. 处理结束,调用链记录下了整个过程中的调用信息。
调用链系列一:解读UAVStack中的调用链技术

调用链时序图

调用链系列一:解读UAVStack中的调用链技术
  1. UAVServer :中间件增强框架,提供在中间件的不同生命周期进行劫持的能力,即中间件劫持技术,如tomcat webcontainer启动开始时刻等;
  2. JEEServiceRunGlobalFilterHandler :借助中间件劫持技术延伸出的全局filter,能够拦截所有经过中间件(tomcat等)的请求;
  3. ServiceSpanInvokeChainHandler :调用链中专注处理归为Service类型节点的handler; ClientSpanInvokeChainHandler:调用链中专注处理归为Client类型节点的handler;
  4. XXAdapter :泛指调用链中所有的adapter,提供在handler(分为Service、Client、Method三种handler,图中省略了Method类型)执行动作before和after时刻操作数据的能力。

如此,在对用户代码无任何”侵入”的前提下便完成了调用链的生成,生成过程大致如下:

  1. 在JEEServiceRunGlobalFilterHandler的doRepuest中包装解析请求;
  2. xxAdapter中的before对数据进行适配;
  3. xxHandler处理对应范围内(Service、Client和Method)内请求数据;
  4. xxAdapter中的after对数据进行整理或记录;
  5. 在JEEServiceRunGlobalFilterHandler的doResponse中返回处理过后请求。

本文的主要目的是让大家初步了解一条调用链绘制的大致生命周期,具体实现将在下期分享中详细介绍,欢迎大家继续关注码完代码还要辛苦码字的技术小哥哥~~~

官方网站

开源地址

UAVStack已在Github上开放源码,并提供了安装部署、架构说明和用户指南等双语文档,欢迎访问-给星-拉取~~~

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原文 

https://juejin.im/post/5bd03e1cf265da0ad63c09a7

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