全链路追踪体验—最简陋TraceId的生成

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对于后端开发来说,排查问题是常有的事情。而排查问题时最常用的就是看日志,看一次调用中经过了哪些系统,是那个系统出问题了。这就需要业务日志中关联调用链的TraceId信息,从而在应用出现问题时,能够通过调用链的TraceId快速关联到业务日志,及时定位分析、解决问题。

之前从事的公司都有这种链路中间件,现在阿里集团的eagleeye 鹰眼系统也是的,接入使用就行了,但是原理完全不清楚。不了解TraceId怎么生成的,怎么在系统之间传递。所以今天先来实现一个最简单的TraceId

解决方案

  1. 自己生成 traceId 并 put 到 MDC 里面

MDC

MDC(Mapped Diagnostic Context)是一个映射,用于存储运行上下文的特定线程的上下文数据。因此,如果使用log4j进行日志记录,则每个线程都可以拥有自己的MDC,该MDC对整个线程是全局的。属于该线程的任何代码都可以轻松访问线程的MDC中存在的值。请求时,将TraceId放在header里,服务方从header里读取出来,并在日志上打印即可

如何将TraceId放到MDC中

1.日志文件logback-spring.xml配置

打印彩色日志,需要在日志格式中加上[%X{TRACE_ID}],变量名TRACE_ID是自己定义的

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration scan="true" scanPeriod="60 seconds">
    <contextName>logback
    </contextName>    
    <!-- name的值是变量的名称,value的值时变量定义的值。通过定义的值会被插入到logger上下文中。定义变量后,可以使“${}”来使用变量。 -->
    <property name="log.path" value="log"/>    
    <!-- 彩色日志 -->    
    <!-- 彩色日志依赖的渲染类 -->
    <conversionRule conversionWord="clr" converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.ColorConverter"/>
    <conversionRule conversionWord="wex"
                    converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.WhitespaceThrowableProxyConverter"/>
    <conversionRule conversionWord="wEx"
                    converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.ExtendedWhitespaceThrowableProxyConverter"/>    
    <!-- 彩色日志格式,注意加上TRACE_ID -->
    <property name="CONSOLE_LOG_PATTERN"
              value="${CONSOLE_LOG_PATTERN:-%clr(%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}){faint} %clr(${LOG_LEVEL_PATTERN:-%5p}) %clr(${PID:- }){magenta} %clr(---){faint} %clr([%15.15t]){faint} %clr(%-40.40logger{39}){cyan} %clr(:){faint} [%X{TRACE_ID}] %m%n${LOG_EXCEPTION_CONVERSION_WORD:-%wEx}}"/>    <!--输出到控制台-->
    <appender name="CONSOLE"
              class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">      
        <!--此日志appender是为开发使用,只配置最底级别,控制台输出的日志级别是大于或等于此级别的日志信息-->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">
            <level>info</level>
        </filter>
        <encoder>
            <Pattern>${CONSOLE_LOG_PATTERN}</Pattern>
            <charset>UTF-8</charset>
        </encoder>
    </appender>
    <root level="info">
        <appender-ref ref="CONSOLE"/>
    </root>
</configuration>

2.新增拦截器

拦截所有请求,从header里取出traceId然后放到MDC中,这样该工程所有位置都能读取到。如果header里没有,则自己生成一个,生成规则可参考阿里云帮助文档: TraceId 和 SpanId 生成规则

import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.slf4j.MDC;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.util.UUID;

/**
 * 日志拦截器
 */
@Slf4j
@Order(-100)
public class LogInterceptor implements HandlerInterceptor {
    /**
     * 设置到 MDC 里的key(惯例使用小驼峰,为了统一这里也用大写)
     */
    private static final String TRACE_ID = "traceId";
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        String traceId = request.getHeader(TRACE_ID);
        if (StrUtil.isEmpty(traceId)) {
            traceId = UUID.randomUUID().toString();
        }
        MDC.put(TRACE_ID, traceId);
        return true;
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        MDC.clear();
    }
}

3.注册拦截器

将上一步的日志拦截器注册,并拦截所有路径的HTTP请求,让其生效

import com.dataqin.authorize.api.web.interceptor.LogInterceptor;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

 
@Configuration
public class WebSecurityConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new LogInterceptor()).addPathPatterns("/**");

    }
}

4.测试效果

到这一步就可以试试日志打印TraceId的效果了,随便写一个接口,并打印日志。如下图已经成功打印出Traceid了

6d81800a19d8bc3e50c5f2e7adcc7a14a9d345a4[1].png@f_auto

其他方案

上面演示的是最简陋的方式,公司内部一般都会再造一遍轮子,让各个应用接入使用的。后面再写几个开源的TraceId生成框架,更深入的去了解全链路治理