trace 链路追踪基础概念介绍

链路追踪是分布式中一个排查问题的重要方式，Spring Cloud中的多个组件，利用这些组件构建一个微服务系统。本系列文章将会介绍Spring Cloud提供的链路监控组件Spring Cloud Sleuth。Spring Cloud Sleuth 提供了分布式链路追踪的解决方案，用以追踪微服务系统中的某一次的请求完整过程。

基础概念

上面列出的几种组件中，Zipkin组件是严格按照Google Dapper论文实现的，下面介绍其中涉及的基本概念：

• Span
  基本工作单元，一次链路调用(可以是RPC，DB等没有特定的限制)创建一个span，通过一个64位ID标识它，uuid较为方便，span中还有其他的数据，例如描述信息，时间戳，key-value对的(Annotation)tag信息，parent-id等，其中parent-id可以表示span调用链路来源。

• Trace:类似于树结构的Span集合，表示一条调用链路，存在唯一标识。比如运行的分布式大数据存储一次Trace就由一次请求组成。

• Annotation注解
  用来记录请求特定事件相关信息(例如时间)，通常包含四个注解信息：

  • CS：Client Sent，表示客户端发起请求
  • SR：Server Receive，表示服务端收到请求
  • SS：Server Send，表示服务端完成处理，并将结果发送给客户端
  • CR：Client Received，表示客户端获取到服务端返回信息

Trace

系统中Trace示意如图所示。

通过spanId区分不同的SpanId，图中展示了A到G共计7个span。一条链路通过TraceId唯一标识，Span标识发起的请求信息。树节点是整个架构的基本单元，而每一个节点又是对span的引用。节点之间的连线表示的span和它的父span直接的关系。虽然span在日志文件中只是简单的代表span的开始和结束时间，他们在整个树形结构中却是相对独立的。

以上图中的一个note为例，其组成为：

Trace Id = X
Span Id = D
Client Sent

该note表明了当前span的Trace Id设为X， Span Id设为D，并且表明发生了客户端发起请求的事件。

Span

上图说明了span在一次大的跟踪过程中的表现。Dapper记录了span名称，以及每个span的ID和父ID，以重建在一次追踪过程中不同span之间的关系。如果一个span没有父ID就被称为root span。所有span都挂在一个特定的跟踪上，也共用一个跟踪id。

上图展示了span之间的父子关系，根节点为A，子节点B设置自己的父节点为A，依次向下延伸。

Annotation

自动的探针，不需要修改应用程序源代码，对应用开发者来说近乎的透明的，几乎完全依赖于基于少量通用组件库的改造。Dapper还允许应用程序开发人员在Dapper跟踪的过程中添加额外的信息，以监控更高级别的系统行为，或帮助调试问题。

下面将会重点介绍Spring Cloud Sleuth的使用与实践。