鏈路追蹤 - - 阿里雲

本文介紹Java 11運行環境的鏈路追蹤相關內容。

背景資訊

阿里雲鏈路追蹤服務（Tracing Analysis）基於OpenTracing標準，相容開源社區，為分布式應用的開發人員提供了完整的分布式調用鏈查詢和診斷、分布式拓撲動態發現、應用效能即時匯總等功能。

Function Compute與鏈路追蹤整合後，支援使用Jaeger SDK和OpenTelemetry上傳鏈路資訊，使您能夠跟蹤函數的執行，協助您快速分析和診斷Serverless架構下的效能瓶頸，提高Serverless情境的開發診斷效率。

功能簡介

您可以在Function Compute控制台配置鏈路追蹤。具體操作，請參見配置鏈路追蹤。

為服務開啟鏈路追蹤後，Function Compute會自動記錄請求在系統側的耗時，包含冷啟動耗時、Initializer函數的耗時和函數的執行時間等。關於下圖中系統Span的說明，請參見Span名稱說明。

如您還需查看函數內業務側的耗時，例如，在函數內訪問RDS或NAS等服務的耗時，可以通過建立自訂Span來實現。

範例程式碼

Function Compute的鏈路分析基於OpenTracing協議的Jaeger實現，Java運行時提供以下兩種建立自訂Span的方式。

使用OpenTelemetry（推薦）

在Java語言的代碼中，您可以通過OpenTelemetry SDK手動埋點將資料上報到鏈路追蹤服務端。完整的範例程式碼，請參見java-tracing-openTelemetry。

範例程式碼解析如下。

在pom.xml檔案中添加依賴。

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <version>3.8.1</version>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>com.aliyun.fc.runtime</groupId>
      <artifactId>fc-java-core</artifactId>
      <version>1.4.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.opentelemetry</groupId>
      <artifactId>opentelemetry-api</artifactId>
      <version>1.19.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.opentelemetry</groupId>
      <artifactId>opentelemetry-sdk</artifactId>
      <version>1.19.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.opentelemetry</groupId>
      <artifactId>opentelemetry-semconv</artifactId>
      <version>1.19.0-alpha</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.opentelemetry</groupId>
      <artifactId>opentelemetry-exporter-jaeger-thrift</artifactId>
      <version>1.19.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.jaegertracing</groupId>
      <artifactId>jaeger-thrift</artifactId>
      <version>1.8.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.slf4j</groupId>
      <artifactId>slf4j-simple</artifactId>
      <version>1.6.6</version>
    </dependency>
  </dependencies>

上報資料到鏈路追蹤服務端。

public void handleRequest(InputStream inputStream, OutputStream outputStream, Context context) throws IOException {
    String endpoint = context.getTracing().getJaegerEndpoint();
    try {
        ExampleConfiguration.initOpenTelemetry(endpoint);
    } catch (TTransportException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }

    SpanContext spanContext = contextFromString(context.getTracing().getSpanContext());

    startMySpan(io.opentelemetry.context.Context.current().with(Span.wrap(spanContext)));
}

建立一個全域OpenTelemetry對象，提供對Tracers的訪問。

static OpenTelemetry initOpenTelemetry(String jaegerEndpoint) throws TTransportException {
    // 匯出traces到Jaeger
    JaegerThriftSpanExporter jaegerExporter =
        JaegerThriftSpanExporter.builder()
        .setThriftSender(new Builder(jaegerEndpoint).build())
        .setEndpoint(jaegerEndpoint)
        .build();

    Resource serviceNameResource =
        Resource.create(Attributes.of(ResourceAttributes.SERVICE_NAME, "otel-jaeger-example"));

    // 設定由Jaeger Exporter處理Span
    SdkTracerProvider tracerProvider =
        SdkTracerProvider.builder()
        .addSpanProcessor(SimpleSpanProcessor.create(jaegerExporter))
        .setResource(Resource.getDefault().merge(serviceNameResource))
        .build();
    OpenTelemetrySdk openTelemetry =
        OpenTelemetrySdk.builder().setTracerProvider(tracerProvider).buildAndRegisterGlobal();

    // JVM退出時關閉SDK
    Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(tracerProvider::close));

    return openTelemetry;
}

擷取上下文的Tracing資訊，轉換為SpanContext。

SpanContext contextFromString(String value) throws IOException {
    {
        if (value != null && !value.equals("")) {
            String[] parts = value.split(":");
            if (parts.length != 4) {
                throw new RuntimeException(value);
            } else {
                String traceId = parts[0];
                if (traceId.length() <= 32 && traceId.length() >= 1) {
                    return SpanContext.createFromRemoteParent("0000000000000000"+parts[0], parts[1], TraceFlags.getSampled(), TraceState.getDefault());
                } else {
                    throw new RuntimeException("Trace id [" + traceId + "] length is not withing 1 and 32");
                }
            }
        } else {
            throw new RuntimeException();
        }
    }
}

建立tracer並通過轉換的Context建立子Span。每一個Span代表調用鏈中被命名並計時的連續性執行片段，您也可以基於該Span繼續建立子Span。

void startMySpan(io.opentelemetry.context.Context ctx){
    Tracer tracer = GlobalOpenTelemetry.getTracer("fc-Trace");
    Span parentSpan = tracer.spanBuilder("fc-operation").setParent(ctx).startSpan();
    parentSpan.setAttribute("version","fc-v1");
    try {
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(150);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
    child(parentSpan.storeInContext(ctx));
    parentSpan.end();
}

void child(io.opentelemetry.context.Context ctx){
    Tracer tracer = GlobalOpenTelemetry.getTracer("fc-Trace");
    Span childSpan = tracer.spanBuilder("fc-operation-child").setParent(ctx).startSpan();
    childSpan.addEvent("timeout");
    try {
        Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
    childSpan.end();
}

使用Jaeger SDK

您可以通過Jaeger SDK埋點，將資料上報到鏈路追蹤服務端。完整的範例程式碼，請參見java-tracing。

範例程式碼解析如下。

在pom.xml檔案中添加依賴。

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>3.8.1</version>
    <scope>test</scope>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>com.aliyun.fc.runtime</groupId>
    <artifactId>fc-java-core</artifactId>
    <version>1.4.1</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>io.jaegertracing</groupId>
    <artifactId>jaeger-client</artifactId>
    <version>1.8.1</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>slf4j-simple</artifactId>
    <version>1.6.6</version>
  </dependency>
</dependencies>

上報資料到鏈路追蹤服務端。

public void handleRequest(InputStream inputStream, OutputStream outputStream, Context context) throws IOException {

    registerTracer(context);

    JaegerSpanContext spanContext = contextFromString(context.getTracing().getSpanContext());

    startMySpan(spanContext);
}

根據上下文的Tracing資訊建立一個tracer。

void registerTracer(Context context){
    io.jaegertracing.Configuration config = new io.jaegertracing.Configuration("FCTracer");
    io.jaegertracing.Configuration.SenderConfiguration sender = new io.jaegertracing.Configuration.SenderConfiguration();
    sender.withEndpoint(context.getTracing().getJaegerEndpoint());
    config.withSampler(new io.jaegertracing.Configuration.SamplerConfiguration().withType("const").withParam(1));
    config.withReporter(new io.jaegertracing.Configuration.ReporterConfiguration().withSender(sender).withMaxQueueSize(10000));
    GlobalTracer.register(config.getTracer());
}

轉換spanContext並建立自訂Span，您也可以基於該Span繼續建立子Span。

static JaegerSpanContext contextFromString(String value) throws MalformedTracerStateStringException, EmptyTracerStateStringException {
    if (value != null && !value.equals("")) {
        String[] parts = value.split(":");
        if (parts.length != 4) {
            throw new MalformedTracerStateStringException(value);
        } else {
            String traceId = parts[0];
            if (traceId.length() <= 32 && traceId.length() >= 1) {
                return new JaegerSpanContext(0L, (new BigInteger(traceId, 16)).longValue(), (new BigInteger(parts[1], 16)).longValue(), (new BigInteger(parts[2], 16)).longValue(), (new BigInteger(parts[3], 16)).byteValue());
            } else {
                throw new TraceIdOutOfBoundException("Trace id [" + traceId + "] length is not withing 1 and 32");
            }
        }
    } else {
        throw new EmptyTracerStateStringException();
    }
}