Java 编程学习的微服务链路追踪

xiaoshi 05-30 13 抢沙发

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摘要： ...

Java微服务链路追踪：从入门到精通的实战指南

为什么微服务需要链路追踪？

在微服务架构中，一个简单的用户请求可能涉及数十个服务的调用。当出现性能瓶颈或错误时，传统的日志排查方式就像大海捞针，效率极低。链路追踪技术应运而生，它像给每个请求装上GPS，全程记录请求在服务间的流转路径、耗时和状态。

想象一下电商平台的购物流程：用户点击"购买"按钮，请求依次经过网关、用户服务、库存服务、订单服务、支付服务和通知服务。没有链路追踪时，任何一个环节出问题都可能让你抓狂。有了链路追踪，你可以一目了然地看到请求在哪个服务卡住了，耗时多少，参数是什么。

Java链路追踪的核心技术

Java生态中有几个主流的链路追踪解决方案，各有特点：

Spring Cloud Sleuth：Spring家族成员，与Spring Boot无缝集成，提供基础的TraceID和SpanID生成功能，通常与Zipkin配合使用。
Zipkin：Twitter开源的分布式追踪系统，提供数据收集、存储和可视化功能，界面简洁直观。
Jaeger：Uber开源的端到端分布式追踪系统，支持更复杂的调用关系分析，适合大规模微服务架构。
SkyWalking：国产开源APM系统，除了链路追踪还提供指标监控、服务拓扑等功能，对中文用户友好。

这些工具都遵循OpenTracing标准，核心概念相通：每个请求生成唯一的TraceID，服务间的每次调用记录为Span，Span之间形成父子关系，最终构建出完整的调用链。

实战：搭建基础链路追踪系统

让我们用Spring Boot + Sleuth + Zipkin搭建一个最简单的链路追踪demo。

首先创建两个Spring Boot服务：order-service和payment-service，order会调用payment完成支付流程。

order-service的Controller：

@RestController
public class OrderController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/create")
    public String createOrder() {
        // 模拟创建订单逻辑
        String paymentResult = restTemplate.getForObject(
            "http://payment-service/pay?orderId=123", String.class);
        return "订单创建成功，支付结果：" + paymentResult;
    }
}

payment-service的Controller：

@RestController
public class PaymentController {

    @GetMapping("/pay")
    public String pay(@RequestParam String orderId) {
        // 模拟支付逻辑
        return "支付成功，订单号：" + orderId;
    }
}

添加Sleuth和Zipkin依赖（两个服务的pom.xml）：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-sleuth-zipkin</artifactId>
</dependency>

配置Zipkin服务器地址（application.yml）：

spring:
  zipkin:
    base-url: http://localhost:9411
  sleuth:
    sampler:
      probability: 1.0 # 采样率，1.0表示100%采样

启动Zipkin服务器（使用Docker最简单）：

docker run -d -p 9411:9411 openzipkin/zipkin

现在依次启动两个服务，访问order-service的/create接口，然后打开Zipkin界面（http://localhost:9411），就能看到完整的调用链路了！

高级技巧：自定义Span与业务监控

基础链路追踪只能看到服务间的调用关系，如果想监控业务关键节点，需要自定义Span。

例如，我们想在订单服务中监控"库存检查"和"优惠券计算"两个业务操作的耗时：

@RestController
public class OrderController {

    @Autowired
    private Tracer tracer; // Sleuth自动注入

    @GetMapping("/create")
    public String createOrder() {
        // 自定义Span：库存检查
        Span inventorySpan = tracer.nextSpan().name("inventoryCheck").start();
        try {
            // 模拟库存检查
            Thread.sleep(100);
        } finally {
            inventorySpan.end();
        }

        // 自定义Span：优惠券计算
        Span couponSpan = tracer.nextSpan().name("couponCalculate").start();
        try {
            // 模拟优惠券计算
            Thread.sleep(150);
        } finally {
            couponSpan.end();
        }

        // 调用支付服务
        String paymentResult = restTemplate.getForObject(
            "http://payment-service/pay?orderId=123", String.class);

        return "订单创建成功，支付结果：" + paymentResult;
    }
}

这样在Zipkin中就能看到更详细的业务操作耗时，定位性能问题更加精准。