go-kit实践之5:go-kit微服务请求跟踪实现

释放双眼,带上耳机,听听看~!

一、介绍

go-kit 提供了两种tracing请求跟踪

1、opentracing【跟踪标准】

2、zipkin【zipkin的go封装】 
我们下面来介绍下zipkin在go-kit中的使用方法。

二、zipkin安装启动

1、ZipKin入门介绍

Zipkin是一款开源的分布式实时数据追踪系统(Distributed Tracking System),基于 Google Dapper的论文设计而来,由 Twitter 公司开发贡献。其主要功能是聚集来自各个异构系统的实时监控数据。分布式跟踪系统还有其他比较成熟的实现,例如:Naver的Pinpoint、Apache的HTrace、阿里的鹰眼Tracing、京东的Hydra、新浪的Watchman,美团点评的CAT,skywalking等。

2、ZipKin架构

ZipKin可以分为两部分,一部分是zipkin server,用来作为数据的采集存储、数据分析与展示;zipkin client是zipkin基于不同的语言及框架封装的一些列客户端工具,这些工具完成了追踪数据的生成与上报功能,架构如下:

Zipkin Server主要包括四个模块:
(1)Collector 接收或收集各应用传输的数据
(2)Storage 存储接受或收集过来的数据,当前支持Memory,MySQL,Cassandra,ElasticSearch等,默认存储在内存中。
(3)API(Query) 负责查询Storage中存储的数据,提供简单的JSON API获取数据,主要提供给web UI使用
(4)Web 提供简单的web界面
服务追踪流程如下:


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1┌─────────────┐ ┌───────────────────────┐  ┌─────────────┐  ┌──────────────────┐
2│ User Code   │ │ Trace Instrumentation │  │ Http Client │  │ Zipkin Collector │
3└─────────────┘ └───────────────────────┘  └─────────────┘  └──────────────────┘
4       │                 │                         │                 │
5           ┌─────────┐
6       │ ──┤GET /foo ├─▶ │ ────┐                   │                 │
7           └─────────┘         │ record tags
8       │                 │ ◀───┘                   │                 │
9                           ────┐
10       │                 │     │ add trace headers │                 │
11                           ◀───┘
12       │                 │ ────┐                   │                 │
13                               │ record timestamp
14       │                 │ ◀───┘                   │                 │
15                             ┌─────────────────┐
16       │                 │ ──┤GET /foo         ├─▶ │                 │
17                             │X-B3-TraceId: aa │     ────┐
18       │                 │   │X-B3-SpanId: 6b  │   │     │           │
19                             └─────────────────┘         │ invoke
20       │                 │                         │     │ request   │
21                                                         │
22       │                 │                         │     │           │
23                                 ┌────────┐          ◀───┘
24       │                 │ ◀─────┤200 OK  ├─────── │                 │
25                           ────┐ └────────┘
26       │                 │     │ record duration   │                 │
27            ┌────────┐     ◀───┘
28       │ ◀──┤200 OK  ├── │                         │                 │
29            └────────┘       ┌────────────────────────────────┐
30       │                 │ ──┤ asynchronously report span     ├────▶ │
31                             │                                │
32                             │{                               │
33                             │  "traceId": "aa",              │
34                             │  "id": "6b",                   │
35                             │  "name": "get",                │
36                             │  "timestamp": 1483945573944000,│
37                             │  "duration": 386000,           │
38                             │  "annotations": [              │
39                             │--snip--                        │
40                             └────────────────────────────────┘
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Instrumented client和server是分别使用了ZipKin Client的服务,Zipkin Client会根据配置将追踪数据发送到Zipkin Server中进行数据存储、分析和展示。

3、ZipKin几个概念

在追踪日志中,有几个基本概念spanId、traceId、parentId

traceId:用来确定一个追踪链的16字符长度的字符串,在某个追踪链中保持不变。

spanId:区域Id,在一个追踪链中spanId可能存在多个,每个spanId用于表明在某个服务中的身份,也是16字符长度的字符串。

parentId:在跨服务调用者的spanId会传递给被调用者,被调用者会将调用者的spanId作为自己的parentId,然后自己再生成spanId。
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4、window安装zipkin

(1)下载:

下载地址:https://search.maven.org/remote_content?g=io.zipkin.java&a=zipkin-server&v=LATEST&c=exec

(2)运行:

进入到下载的文件路径下,执行:java -jar xxx  (注:xxx:为下载的文件名,譬如下载的版本为:zipkin-server-2.12.8-exec.jar,则执行:java -jar zipkin-server-2.12.8-exec.jar 。
特别说明:Java-jar 需要安装jdk)

(3)访问:zipkin Server 运行后默认的访问地址:http://localhost:9411

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(4)调用链分析

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三、go-kit的zipkin

1、核心代码说明

服务端trace:


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1//创建zipkin上报管理器
2reporter := http.NewReporter("http://localhost:9411/api/v2/spans")
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4//运行结束,关闭上报管理器的for-select协程
5defer reporter.Close()  
6
7//创建trace跟踪器
8zkTracer, err := opzipkin.NewTracer(reporter)  
9
10//添加grpc请求的before after finalizer 事件对应要处理的trace操作方法
11zkServerTrace := zipkin.GRPCServerTrace(zkTracer)  
12
13//通过options的方式运行trace
14bookListHandler := grpctransport.NewServer(  
15   bookListEndPoint,  
16   decodeRequest,  
17   encodeResponse,  
18   zkServerTrace,  
19)
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客户端trance:

与服务端trace的区别在于kitzipkin.GRPCClientTrace


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1reporter := http.NewReporter("http://localhost:9411/api/v2/spans")  
2defer reporter.Close()  
3
4zkTracer, err := opzipkin.NewTracer(reporter)  
5zkClientTrace := zipkin.GRPCClientTrace(zkTracer)
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可以通过span组装span结构树


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1parentSpan := zkTracer.StartSpan("bookCaller")  
2defer parentSpan.Flush()  
3ctx = opzipkin.NewContext(context.Background(), parentSpan)
4

2、实例

1、protobuf文件及生成对应的go文件


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2syntax = "proto3";
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4// 请求书详情的参数结构  book_id 32位整形
5message BookInfoParams {
6    int32 book_id = 1;
7}
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10// 书详情信息的结构   book_name字符串类型
11message BookInfo {
12    int32 book_id = 1;
13    string  book_name = 2;
14}
15
16// 请求书列表的参数结构  page、limit   32位整形
17message BookListParams {
18    int32 page = 1;
19    int32 limit = 2;
20}
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23// 书列表的结构    BookInfo结构数组
24message BookList {
25    repeated BookInfo book_list = 1;
26}
27// 定义 获取书详情  和 书列表服务   入参出参分别为上面所定义的结构
28service BookService {
29    rpc GetBookInfo (BookInfoParams) returns (BookInfo) {}
30    rpc GetBookList (BookListParams) returns (BookList) {}
31}
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生成对应的go语言代码文件:protoc –go_out=plugins=grpc:. book.proto  (其中:protobuf文件名为:book.proto)

2、Server端代码


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1package main
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3import (
4   "MyKit"
5   "context"
6   "github.com/go-kit/kit/endpoint"
7   "github.com/go-kit/kit/log"
8   "github.com/go-kit/kit/ratelimit"
9   "github.com/go-kit/kit/sd/etcdv3"
10  "github.com/go-kit/kit/tracing/zipkin"
11  grpctransport "github.com/go-kit/kit/transport/grpc"
12  opzipkin "github.com/openzipkin/zipkin-go"
13  "github.com/openzipkin/zipkin-go/reporter/http"
14  "golang.org/x/time/rate"
15  "google.golang.org/grpc"
16  "math/rand"
17  "net"
18  "time"
19)
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21type BookServer struct {
22  bookListHandler grpctransport.Handler
23  bookInfoHandler grpctransport.Handler
24}
25
26//通过grpc调用GetBookInfo时,GetBookInfo只做数据透传, 调用BookServer中对应Handler.ServeGRPC转交给go-kit处理
27func (s *BookServer) GetBookInfo(ctx context.Context, in *book.BookInfoParams) (*book.BookInfo, error) {
28  _, rsp, err := s.bookInfoHandler.ServeGRPC(ctx, in)
29  if err != nil {
30      return nil, err
31  }
32  return rsp.(*book.BookInfo), err
33}
34
35//通过grpc调用GetBookList时,GetBookList只做数据透传, 调用BookServer中对应Handler.ServeGRPC转交给go-kit处理
36func (s *BookServer) GetBookList(ctx context.Context, in *book.BookListParams) (*book.BookList, error) {
37  _, rsp, err := s.bookListHandler.ServeGRPC(ctx, in)
38  if err != nil {
39      return nil, err
40  }
41  return rsp.(*book.BookList), err
42}
43
44//创建bookList的EndPoint
45func makeGetBookListEndpoint() endpoint.Endpoint {
46  return func(ctx context.Context, request interface{}) (interface{}, error) {
47      rand.Seed(time.Now().Unix())
48      randInt := rand.Int63n(200)
49      time.Sleep(time.Duration(randInt) * time.Millisecond)
50      //请求列表时返回 书籍列表
51      bl := new(book.BookList)
52      bl.BookList = append(bl.BookList, &book.BookInfo{BookId: 1, BookName: "Go入门到精通"})
53      bl.BookList = append(bl.BookList, &book.BookInfo{BookId: 2, BookName: "微服务入门到精通"})
54      bl.BookList = append(bl.BookList, &book.BookInfo{BookId: 2, BookName: "区块链入门到精通"})
55      return bl, nil
56  }
57}
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59//创建bookInfo的EndPoint
60func makeGetBookInfoEndpoint() endpoint.Endpoint {
61  return func(ctx context.Context, request interface{}) (interface{}, error) {
62      rand.Seed(time.Now().Unix())
63      randInt := rand.Int63n(200)
64      time.Sleep(time.Duration(randInt) * time.Microsecond)
65      //请求详情时返回 书籍信息
66      req := request.(*book.BookInfoParams)
67      b := new(book.BookInfo)
68      b.BookId = req.BookId
69      b.BookName = "Go入门系列"
70      return b, nil
71  }
72}
73
74func decodeRequest(_ context.Context, req interface{}) (interface{}, error) {
75  return req, nil
76}
77
78func encodeResponse(_ context.Context, rsp interface{}) (interface{}, error) {
79  return rsp, nil
80}
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82func main() {
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84  var (
85      //etcd服务地址
86      etcdServer = "127.0.0.1:2379"
87      //服务的信息目录
88      prefix = "/services/book/"
89      //当前启动服务实例的地址
90      instance = "127.0.0.1:50051"
91      //服务实例注册的路径
92      key = prefix + instance
93      //服务实例注册的val
94      value = instance
95      ctx   = context.Background()
96      //服务监听地址
97      serviceAddress = ":50051"
98  )
99
100 //etcd的连接参数
101 options := etcdv3.ClientOptions{
102     DialTimeout:   time.Second * 3,
103     DialKeepAlive: time.Second * 3,
104 }
105 //创建etcd连接
106 client, err := etcdv3.NewClient(ctx, []string{etcdServer}, options)
107 if err != nil {
108     panic(err)
109 }
110
111 // 创建注册器
112 registrar := etcdv3.NewRegistrar(client, etcdv3.Service{
113     Key:   key,
114     Value: value,
115 }, log.NewNopLogger())
116
117 // 注册器启动注册
118 registrar.Register()
119 //启动追踪
120 reporter := http.NewReporter("http://localhost:9411/api/v2/spans") //追踪地址
121 defer reporter.Close()
122 zkTracer, err := opzipkin.NewTracer(reporter)     //实例化追踪器
123 zkServerTrace := zipkin.GRPCServerTrace(zkTracer) //追踪器Server端
124 bookServer := new(BookServer)
125 bookListEndPoint := makeGetBookListEndpoint()
126 //创建限流器 1r/s  limiter := rate.NewLimiter(rate.Every(time.Second * 1), 100000)
127 //通过DelayingLimiter中间件,在bookListEndPoint的外层再包裹一层限流的endPoint
128 limiter := rate.NewLimiter(rate.Every(time.Second*1), 1) //限流1秒,临牌数:1
129 bookListEndPoint = ratelimit.NewDelayingLimiter(limiter)(bookListEndPoint)
130
131 bookListHandler := grpctransport.NewServer(
132     bookListEndPoint,
133     decodeRequest,
134     encodeResponse,
135     zkServerTrace, //添加追踪
136 )
137 bookServer.bookListHandler = bookListHandler
138
139 bookInfoEndPoint := makeGetBookInfoEndpoint()
140 //通过DelayingLimiter中间件,在bookListEndPoint的外层再包裹一层限流的endPoint
141 bookInfoEndPoint = ratelimit.NewDelayingLimiter(limiter)(bookInfoEndPoint)
142 bookInfoHandler := grpctransport.NewServer(
143     bookInfoEndPoint,
144     decodeRequest,
145     encodeResponse,
146     zkServerTrace,
147 )
148 bookServer.bookInfoHandler = bookInfoHandler
149
150 ls, _ := net.Listen("tcp", serviceAddress)
151 gs := grpc.NewServer(grpc.UnaryInterceptor(grpctransport.Interceptor))
152 book.RegisterBookServiceServer(gs, bookServer)
153 gs.Serve(ls)
154}
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3、Client端代码


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1package main
2
3import (
4   "MyKit"
5   "context"
6   "fmt"
7   "github.com/afex/hystrix-go/hystrix"
8   "github.com/go-kit/kit/circuitbreaker"
9   "github.com/go-kit/kit/endpoint"
10  "github.com/go-kit/kit/log"
11  "github.com/go-kit/kit/sd"
12  "github.com/go-kit/kit/sd/etcdv3"
13  "github.com/go-kit/kit/sd/lb"
14  "github.com/go-kit/kit/tracing/zipkin"
15  grpctransport "github.com/go-kit/kit/transport/grpc"
16  opzipkin "github.com/openzipkin/zipkin-go"
17  "github.com/openzipkin/zipkin-go/reporter/http"
18  "google.golang.org/grpc"
19  "io"
20  "time"
21)
22
23func main() {
24  commandName := "my-endpoint"
25  hystrix.ConfigureCommand(commandName, hystrix.CommandConfig{
26      Timeout:                1000 * 30,
27      ErrorPercentThreshold:  1,
28      SleepWindow:            10000,
29      MaxConcurrentRequests:  1000,
30      RequestVolumeThreshold: 5,
31  })
32  breakerMw := circuitbreaker.Hystrix(commandName)
33
34  var (
35      //注册中心地址
36      etcdServer = "127.0.0.1:2379"
37      //监听的服务前缀
38      prefix = "/services/book/"
39      ctx    = context.Background()
40  )
41  options := etcdv3.ClientOptions{
42      DialTimeout:   time.Second * 3,
43      DialKeepAlive: time.Second * 3,
44  }
45  //连接注册中心
46  client, err := etcdv3.NewClient(ctx, []string{etcdServer}, options)
47  if err != nil {
48      panic(err)
49  }
50  logger := log.NewNopLogger()
51  //创建实例管理器, 此管理器会Watch监听etc中prefix的目录变化更新缓存的服务实例数据
52  instancer, err := etcdv3.NewInstancer(client, prefix, logger)
53  if err != nil {
54      panic(err)
55  }
56  //创建端点管理器, 此管理器根据Factory和监听的到实例创建endPoint并订阅instancer的变化动态更新Factory创建的endPoint
57  endpointer := sd.NewEndpointer(instancer, reqFactory, logger)
58  //创建负载均衡器
59  balancer := lb.NewRoundRobin(endpointer)
60
61  /**
62  我们可以通过负载均衡器直接获取请求的endPoint,发起请求
63  reqEndPoint,_ := balancer.Endpoint()
64  */
65  /**
66  也可以通过retry定义尝试次数进行请求
67  */
68  reqEndPoint := lb.Retry(3, 100*time.Second, balancer)
69
70  //增加熔断中间件
71  reqEndPoint = breakerMw(reqEndPoint)
72  //现在我们可以通过 endPoint 发起请求了
73
74  req := struct{}{}
75  for i := 1; i <= 30; i++ {
76      if _, err = reqEndPoint(ctx, req); err != nil {
77          fmt.Println(err)
78      }
79  }
80}
81
82//通过传入的 实例地址  创建对应的请求endPoint
83func reqFactory(instanceAddr string) (endpoint.Endpoint, io.Closer, error) {
84  return func(ctx context.Context, request interface{}) (interface{}, error) {
85      fmt.Println("请求服务: ", instanceAddr, "当前时间: ", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05.99"))
86      conn, err := grpc.Dial(instanceAddr, grpc.WithInsecure())
87      if err != nil {
88          fmt.Println(err)
89          panic("connect error")
90      }
91
92      //追踪设置
93      reporter := http.NewReporter("http://localhost:9411/api/v2/spans") //追踪地址
94      defer reporter.Close()
95
96      zkTracer, err := opzipkin.NewTracer(reporter)     //新建追踪器
97      zkClientTrace := zipkin.GRPCClientTrace(zkTracer) //启动追踪器Client端
98
99      bookInfoRequest := grpctransport.NewClient(
100         conn,
101         "BookService",
102         "GetBookInfo",
103         func(_ context.Context, in interface{}) (interface{}, error) { return nil, nil },
104         func(_ context.Context, out interface{}) (interface{}, error) {
105             return out, nil
106         },
107         book.BookInfo{},
108         zkClientTrace, //追踪客户端
109     ).Endpoint()
110
111     bookListRequest := grpctransport.NewClient(
112         conn,
113         "BookService",
114         "GetBookList",
115         func(_ context.Context, in interface{}) (interface{}, error) { return nil, nil },
116         func(_ context.Context, out interface{}) (interface{}, error) {
117             return out, nil
118         },
119         book.BookList{},
120         zkClientTrace,
121     ).Endpoint()
122
123     parentSpan := zkTracer.StartSpan("bookCaller")
124     defer parentSpan.Flush()
125
126     ctx = opzipkin.NewContext(ctx, parentSpan)
127     infoRet, _ := bookInfoRequest(ctx, request)
128     bi := infoRet.(*book.BookInfo)
129     fmt.Println("获取书籍详情")
130     fmt.Println("bookId: 1", " => ", "bookName:", bi.BookName)
131
132     listRet, _ := bookListRequest(ctx, request)
133     bl := listRet.(*book.BookList)
134     fmt.Println("获取书籍列表")
135     for _, b := range bl.BookList {
136         fmt.Println("bookId:", b.BookId, " => ", "bookName:", b.BookName)
137     }
138
139     return nil, nil
140 }, nil, nil
141}
142
143

3、运行

1、启动etcd   

2、启动zipkin

3、运行Server端

4、运行Client端

go-kit实践之5:go-kit微服务请求跟踪实现

5、查看zipkin中的记录

访问http://localhost:9411/zipkin/ 

go-kit实践之5:go-kit微服务请求跟踪实现

之后就可以看到记录的数据。

go-kit实践之5:go-kit微服务请求跟踪实现

 

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