Tracing
Spring Boot Actuator 为 Micrometer Tracing 提供了依赖管理和自动配置,后者是一个面向流行 tracer 库的外观(facade)。
要了解更多关于 Micrometer Tracing 的功能,请参阅其 参考文档。
支持的 Tracer
Spring Boot 为以下 tracer 提供了自动配置:
快速开始
我们需要一个示例应用程序,以便开始使用追踪功能。就我们的目的而言,开发你的第一个 Spring Boot 应用程序 一节中介绍的简单 “Hello World!” Web 应用程序就足够了。我们将使用 OpenTelemetry 追踪器,并以 Zipkin 作为追踪后端。
回顾一下,我们的主应用程序代码如下所示:
- Java
- Kotlin
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
@SpringBootApplication
public class MyApplication {
private static final Log logger = LogFactory.getLog(MyApplication.class);
@RequestMapping("/")
String home() {
logger.info("home() has been called");
return "Hello World!";
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
}
}
import org.apache.commons.logging.Log
import org.apache.commons.logging.LogFactory
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication
import org.springframework.boot.runApplication
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController
@RestController
@SpringBootApplication
class MyApplication {
private val logger: Log = LogFactory.getLog(MyApplication::class.java)
@RequestMapping("/")
fun home(): String {
logger.info("home() has been called")
return "Hello, World!"
}
}
fun main(args: Array<String>) {
runApplication<MyApplication>(*args)
}
在 home() 方法中添加了一条 logger 语句,这在后面会很重要。
现在我们需要添加以下依赖项:
-
org.springframework.boot:spring-boot-starter-actuator -
io.micrometer:micrometer-tracing-bridge-otel- 将 Micrometer Observation API 桥接到 OpenTelemetry。 -
io.opentelemetry:opentelemetry-exporter-zipkin- 向 Zipkin 报告 traces。
添加以下应用程序属性:
- Properties
- YAML
management.tracing.sampling.probability=1
management:
tracing:
sampling:
probability: 1.0
默认情况下,Spring Boot 仅对 10% 的请求进行采样,以防止压垮追踪后端。此属性将其切换为 100%,以便每个请求都会发送到追踪后端。
为了收集和可视化追踪数据,我们需要一个正在运行的追踪后端。这里我们使用 Zipkin 作为追踪后端。Zipkin 快速入门指南 提供了如何在本地启动 Zipkin 的说明。
Zipkin 启动后,你就可以启动你的应用程序了。
如果你在 Web 浏览器中打开 [localhost:8080](http://localhost:8080),你应该会看到以下输出:
Hello World!
在幕后,已为该 HTTP 请求创建了一个观测(observation),该观测随后被桥接到 OpenTelemetry,并向 Zipkin 报告了一条新的追踪(trace)。
现在在 [localhost:9411](http://localhost:9411) 打开 Zipkin UI,点击 “Run Query” 按钮以列出所有收集到的追踪信息。你应该能看到一条追踪记录。点击 “Show” 按钮以查看该追踪的详细信息。
日志关联 ID
Correlation ID 提供了一种有用的方式,可将日志文件中的行与 spans/traces 关联起来。如果你使用的是 Micrometer Tracing,Spring Boot 默认会在你的日志中包含 Correlation ID。
默认的关联 ID 由 traceId 和 spanId 的 MDC 值构建而成。例如,如果 Micrometer Tracing 添加了 MDC traceId 为 803B448A0489F84084905D3093480352,以及 MDC spanId 为 3425F23BB2432450,则日志输出将包含关联 ID [803B448A0489F84084905D3093480352-3425F23BB2432450]。
如果你希望为关联 ID 使用不同的格式,可以使用 logging.pattern.correlation 属性来定义。例如,以下配置将为 Logback 提供一个之前由 Spring Cloud Sleuth 使用的关联 ID 格式:
- Properties
- YAML
logging.pattern.correlation=[${spring.application.name:},%X{traceId:-},%X{spanId:-}]
logging.include-application-name=false
logging:
pattern:
correlation: "[${spring.application.name:},%X{traceId:-},%X{spanId:-}] "
include-application-name: false
在上面的示例中,logging.include-application-name 被设置为 false,以避免应用程序名称在日志消息中重复出现(logging.pattern.correlation 中已经包含了它)。另外值得注意的是,logging.pattern.correlation 末尾包含一个空格,以便默认情况下与紧随其后的记录器名称分隔开。
关联 ID(Correlation IDs)依赖于上下文传播。更多详细信息,请阅读此文档。
传播追踪信息
要自动在网络上传播追踪信息,请使用自动配置的 RestTemplateBuilder、RestClient.Builder 或 WebClient.Builder 来构建客户端。
如果你在不使用自动配置的构建器(auto-configured builders)的情况下创建 RestTemplate、RestClient 或 WebClient,自动的链路追踪传播(automatic trace propagation)将无法工作!
Tracer 实现
由于 Micrometer Tracer 支持多种 tracer 实现,因此在 Spring Boot 中存在多种依赖组合。
所有 tracer 实现都需要 org.springframework.boot:spring-boot-starter-actuator 依赖。
OpenTelemetry 与 Zipkin
使用 OpenTelemetry 进行追踪并将数据上报到 Zipkin 需要以下依赖项:
-
io.micrometer:micrometer-tracing-bridge-otel- 将 Micrometer Observation API 桥接到 OpenTelemetry。 -
io.opentelemetry:opentelemetry-exporter-zipkin- 向 Zipkin 报告追踪数据。
使用 management.zipkin.tracing.* 配置属性来配置向 Zipkin 的上报。
OpenTelemetry 与 Wavefront
使用 OpenTelemetry 进行追踪并将数据上报到 Wavefront 需要以下依赖项:
-
io.micrometer:micrometer-tracing-bridge-otel- 将 Micrometer Observation API 桥接到 OpenTelemetry。 -
io.micrometer:micrometer-tracing-reporter-wavefront- 将 traces 报告到 Wavefront。
使用 management.wavefront.* 配置属性来配置向 Wavefront 的报告。
OpenTelemetry With OTLP
使用 OpenTelemetry 进行追踪并通过 OTLP 上报需要以下依赖项:
-
io.micrometer:micrometer-tracing-bridge-otel- 将 Micrometer Observation API 桥接到 OpenTelemetry。 -
io.opentelemetry:opentelemetry-exporter-otlp- 向能够接收 OTLP 的收集器报告追踪数据。
使用 management.otlp.tracing.* 配置属性来配置使用 OTLP 进行上报。
如果你需要对 OTLP span 导出器应用高级自定义配置,请考虑注册 OtlpHttpSpanExporterBuilderCustomizer 或 OtlpGrpcSpanExporterBuilderCustomizer Bean。这些自定义器将在创建 OtlpHttpSpanExporter 或 OtlpGrpcSpanExporter 之前被调用,并且其配置优先级高于自动配置所应用的任何设置。
OpenZipkin Brave 与 Zipkin
使用 OpenZipkin Brave 进行追踪并将数据上报到 Zipkin 需要以下依赖项:
-
io.micrometer:micrometer-tracing-bridge-brave- 将 Micrometer Observation API 桥接到 Brave。 -
io.zipkin.reporter2:zipkin-reporter-brave- 向 Zipkin 报告追踪数据。
使用 management.zipkin.tracing.* 配置属性来配置向 Zipkin 报告。
OpenZipkin Brave 与 Wavefront
使用 OpenZipkin Brave 进行追踪并将数据上报到 Wavefront 需要以下依赖项:
-
io.micrometer:micrometer-tracing-bridge-brave- 将 Micrometer Observation API 桥接到 Brave。 -
io.micrometer:micrometer-tracing-reporter-wavefront- 将 traces 报告到 Wavefront。
使用 management.wavefront.* 配置属性来配置向 Wavefront 的报告。
与 Micrometer Observation 的集成
一个 TracingAwareMeterObservationHandler 会自动注册到 ObservationRegistry 上,它会为每个已完成的 observation 创建 spans。
创建自定义 Spans
你可以通过启动一个 observation 来创建自己的 span。为此,请将 ObservationRegistry 注入到你的组件中:
- Java
- Kotlin
import io.micrometer.observation.Observation;
import io.micrometer.observation.ObservationRegistry;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
class CustomObservation {
private final ObservationRegistry observationRegistry;
CustomObservation(ObservationRegistry observationRegistry) {
this.observationRegistry = observationRegistry;
}
void someOperation() {
Observation observation = Observation.createNotStarted("some-operation", this.observationRegistry);
observation.lowCardinalityKeyValue("some-tag", "some-value");
observation.observe(() -> {
// Business logic ...
});
}
}
import io.micrometer.observation.Observation
import io.micrometer.observation.ObservationRegistry
import org.springframework.stereotype.Component
@Component
class CustomObservation(private val observationRegistry: ObservationRegistry) {
fun someOperation() {
Observation.createNotStarted("some-operation", observationRegistry)
.lowCardinalityKeyValue("some-tag", "some-value")
.observe {
// Business logic ...
}
}
}
这将创建一个名为 "some-operation" 的观测(observation),并带有标签 "some-tag=some-value"。
如果你想创建一个 span 而不创建指标,你需要使用 Micrometer 提供的 底层 Tracer API。
Baggage
你可以使用 Tracer API 创建 baggage:
- Java
- Kotlin
import io.micrometer.tracing.BaggageInScope;
import io.micrometer.tracing.Tracer;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
class CreatingBaggage {
private final Tracer tracer;
CreatingBaggage(Tracer tracer) {
this.tracer = tracer;
}
void doSomething() {
try (BaggageInScope scope = this.tracer.createBaggageInScope("baggage1", "value1")) {
// Business logic
}
}
}
import io.micrometer.tracing.Tracer
import org.springframework.stereotype.Component
@Component
class CreatingBaggage(private val tracer: Tracer) {
fun doSomething() {
tracer.createBaggageInScope("baggage1", "value1").use {
// Business logic
}
}
}
此示例创建了一个名为 baggage1、值为 value1 的 baggage。如果您使用的是 W3C 传播方式,该 baggage 会自动通过网络进行传播。如果您使用的是 B3 传播方式,则 baggage 不会自动传播。要手动通过网络传播 baggage,请使用 management.tracing.baggage.remote-fields 配置属性(该属性对 W3C 同样有效)。对于上述示例,将此属性设置为 baggage1 会生成一个 HTTP 头部 baggage1: value1。
如果你想将 baggage 传播到 MDC,请使用 management.tracing.baggage.correlation.fields 配置属性。对于上面的示例,将此属性设置为 baggage1 会在 MDC 中生成一个名为 baggage1 的条目。
Tests
使用 @SpringBootTest 时,报告数据的 Tracing 组件不会自动配置。更多详情请参见 Using Tracing。