自己动手扩展微服务分布式调用链.docx
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自己动手扩展微服务分布式调用链
跟着小程学微服务
自己动手扩展微服务分布式调用链
一、说在前面
微服务是当下最火的词语，现在很多公司都在推广微服务，当服务越来越多的时候，我们是否会纠结以下几个问题：
·面对一笔超时的订单，究竟是哪一步处理时间超长呢？
·数据由于并发莫名篡改，到底都谁有重大嫌疑呢？
·处理遗漏了一笔订单，曾经是哪个环节出错把它落下了？
·系统莫名的报错，究竟是哪一个服务报的错误？
·每个服务那么多实例服务器，如何快速定位到是哪一个实例服务器报错的呢？
现在很多系统都要求可用性达到99.9%以上，那么我们除了增加系统健壮性减少故障的同时，我们又如何在真正发生故障的时候，快速定位和解决问题，也将是我们的重中之重。
在做微服务框架选择的时候，SpringCloud无疑是当下最火的，但是因为SpringCloud是近二年的后起新秀，以及在使用方式上面的差别，目前在很多中小企业还是以dubbo为主，不过遗憾的是，dubbo从官方来讲已经不维护了，很多公司都是自己再去维护，那么今天我就来给大家介绍一下，我们是如何通过修改dubbo源码实现了分布式调用链的第一阶段：
调用链日志的打印。
二、什么是分布式调用链
1、什么是调用链
基于GoogleDapper论文，用户每次请求都会生成一个全局ID（traceId），通过它将不同系统的“孤立”的日志串在一起，重组成调用链。
2、调用链的调用过程
1.当用户发起一个请求时，首先到达前端A服务，然后分别对B服务和C服务进行RPC调用。
2.B服务处理完给A做出响应，但是C服务还需要和后端的D服务和E服务交互之后再返还给A服务，最后由A服务来响应用户的请求。
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3、对整个调用过程的追踪
1.请求到来生成一个全局TraceID，通过TraceID可以串联起整个调用链，一个TraceID代表一次请求。
2.除了TraceID外，还需要SpanID用于记录调用父子关系。
每个服务会记录下Parentid和Spanid，通过他们可以组织一次完整调用链的父子关系。
3.一个没有Parentid的span成为rootspan，可以看成调用链入口。
4.所有这些ID可用全局唯一的64位整数表示；
5.整个调用过程中每个请求都要透传TraceID和SpanID。
6.每个服务将该次请求附带的TraceID和附带的SpanID作为Parentid记录下，并且将自己生成的SpanID也记录下。
7.要查看某次完整的调用则只要根据TraceID查出所有调用记录，然后通过Parentid和Spanid组织起整个调用父子关系。
最终的TraceId和SpanId的调用关系图如下所示：
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三、基于Dubbo的实现
1、Dubbo的调用过程
在我们分析源码的时候，有一行代码是：
这行代码实际上是利用SPI机制，动态加载指定的Protocol注入到ProtocolFilterWrapper中，再通过Wrapper访问到可执行的Invoker对象，Dubbo默认使用的是DubboProtocol最终通过netty的方式进行通信，具体调用过程请看下图：
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可以看到基本的流程是：
InvokerInvocationHandler->ClusterInvoker->LoadBalance->ProtocolFilterWrapper->Protocol->DubboInvoker
而在调用链的实现过程中技术难点主要是有二个：
·在哪里暂存调用链
·调用链信息如何传递
2、Dubbo协议下的调用链传递过程
那么在默认的Dubbo协议下，实现调用链的过程很简单只需要在应用项目或者Dubbo源码中使用如下代码就可以实现调用链的传递。
在DubboInvoker中最终通信的时候会将上述代码的RpcInvocation对象传递出去，那么我们只需要在接收端获取既可。
3、Hessian协议下的调用链传递过程
大家都知道，Dubbo在实现通信的协议上使用的有Netty、Hessian、Rest等方式，由于我们项目的特殊性，目前采用的是Dubbo的Hessian协议。
先看HessianProtocol的如下代码：
通过代码可以看到，实际上在使用Hessian通信的时候并没有将RpcInvocation里面设定的TraceId和SpanId传递出去，调用在这一块中止了。
那我们如何自己来实现呢?
·第一步、我们在Dubbo源码中自己实现了一个Filter（不是Dubbo的Filter），用来产生TraceId和SpanId，以及最后的清理工作，请看代码如下：
在Filter中产生TraceId和SpanId以后，会将二个值放到我们封装好的CallChainContext中进行暂存。
·第二步、我们将HessianProxyFactory进行继承改造
我们将CallChainContext中暂存的TraceId和SpanId放入到Hessian的header中。
继承Dubbo的HessianProxyFactory这个类，新类名是HessianProxyFactoryWrapper，在create方法中将HessianProxy替换为新封装的HessianProxyWrapper，代码如下：
修改后的HessianProtocol的代码如下：
通过以上方式可以将我们产生的TraceId和SpanId通过Hessian的方式传递出去，我们在接收请求的时候，只需要使用如下代码的方式就可以获取到二个值。
·第三步、如何打印调用链信息
我们在项目中使用的是Logback的方式打印日志，首先想到的是继承一个ClassicConverter对象，实现Logback的自定义格式转换器，参考代码如下：
在Logback配置文件中进行如下修改：
最终打印的日志格式如下样式：
4、采集日志信息实现分布式调用链界面展示
一个最简单的demo示意图如下：
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·通过logstash采集日志到kafka
·kafka负责提供数据给Hbase
·通过Hbase进行数据分析
最终效果展示图如下：
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四、总结
对于分布式调用链来说，目前市面上有很多开源的工具，比如：
pinpoint，Cat以及sky-walking等等，将这些工具与我们扩展的调用链日志结合起来将起到更好的效果。
出于公司的考虑，以上的代码采用的是伪代码，但也具有一定参考价值，我写这篇文章的目的也是希望能够给大家提供一些思路，希望大家能够多提建议，我会持续改进。
参考资料
分布式系统的跟踪系统DubboRPC处理
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