go-zero中怎么追踪请求链路的

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go-zero 是如何追踪你的请求链路

微服务架构中，调用链可能很漫长，从 http 到 rpc ，又从 rpc 到 http 。而开发者想了解每个环节的调用情况及性能，最佳方案就是 全链路跟踪。

追踪的方法就是在一个请求开始时生成一个自己的 spanID ，随着整个请求链路传下去。我们则通过这个 spanID 查看整个链路的情况和性能问题。

下面来看看 go-zero 的链路实现。

代码结构

spancontext：保存链路的上下文信息「traceid，spanid，或者是其他想要传递的内容」
span：链路中的一个操作，存储时间和某些信息
propagator： trace 传播下游的操作「抽取，注入」
noop：实现了空的 tracer 实现

go-zero中怎么追踪请求链路的

概念

SpanContext

在介绍 span 之前，先引入 context 。SpanContext 保存了分布式追踪的上下文信息，包括 Trace id，Span id 以及其它需要传递到下游的内容。OpenTracing 的实现需要将 SpanContext 通过某种协议进行传递，以将不同进程中的 Span 关联到同一个 Trace 上。对于 HTTP 请求来说，SpanContext 一般是采用 HTTP header 进行传递的。

下面是 go-zero 默认实现的 spanContext

type spanContext struct {
    traceId string      // TraceID 表示tracer的全局唯一ID
    spanId  string      // SpanId 标示单个trace中某一个span的唯一ID，在trace中唯一
}

同时开发者也可以实现 SpanContext 提供的接口方法，实现自己的上下文信息传递：

type SpanContext interface {
    TraceId() string                        // get TraceId
    SpanId() string                         // get SpanId
    Visit(fn func(key, val string) bool)    // 自定义操作TraceId，SpanId
}

Span

一个 REST 调用或者数据库操作等，都可以作为一个 span 。 span 是分布式追踪的最小跟踪单位，一个 Trace 由多段 Span 组成。追踪信息包含如下信息：

type Span struct {
    ctx           spanContext       // 传递的上下文
    serviceName   string            // 服务名 
    operationName string            // 操作
    startTime     time.Time         // 开始时间戳
    flag          string            // 标记开启trace是 server 还是 client
    children      int               // 本 span fork出来的 childsnums
}

从 span 的定义结构来看：在微服务中，这就是一个完整的子调用过程，有调用开始 startTime ，有标记自己唯一属性的上下文结构 spanContext 以及 fork 的子节点数。

实例应用

在 go-zero 中http，rpc中已经作为内置中间件集成。我们以 http，rpc 中，看看 tracing 是怎么使用的：

HTTP

func TracingHandler(next http.Handler) http.Handler {
    return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        // **1**
        carrier, err := trace.Extract(trace.HttpFormat, r.Header)
        // ErrInvalidCarrier means no trace id was set in http header
        if err != nil && err != trace.ErrInvalidCarrier {
            logx.Error(err)
        }

        // **2**
        ctx, span := trace.StartServerSpan(r.Context(), carrier, sysx.Hostname(), r.RequestURI)
        defer span.Finish()
        // **5**
        r = r.WithContext(ctx)

        next.ServeHTTP(w, r)
    })
}

func StartServerSpan(ctx context.Context, carrier Carrier, serviceName, operationName string) (
    context.Context, tracespec.Trace) {
    span := newServerSpan(carrier, serviceName, operationName)
    // **4**
    return context.WithValue(ctx, tracespec.TracingKey, span), span
}

func newServerSpan(carrier Carrier, serviceName, operationName string) tracespec.Trace {
    // **3**
    traceId := stringx.TakeWithPriority(func() string {
        if carrier != nil {
            return carrier.Get(traceIdKey)
        }
        return ""
    }, func() string {
        return stringx.RandId()
    })
    spanId := stringx.TakeWithPriority(func() string {
        if carrier != nil {
            return carrier.Get(spanIdKey)
        }
        return ""
    }, func() string {
        return initSpanId
    })

    return &Span{
        ctx: spanContext{
            traceId: traceId,
            spanId:  spanId,
        },
        serviceName:   serviceName,
        operationName: operationName,
        startTime:     timex.Time(),
        // 标记为server
        flag:          serverFlag,
    }
}

将 header -> carrier，获取 header 中的traceId等信息
开启一个新的 span，并把**「traceId，spanId」**封装在context中
从上述的 carrier「也就是header」获取traceId，spanId。

看header中是否设置

如果没有设置，则随机生成返回

从 request 中产生新的ctx，并将相应的信息封装在 ctx 中，返回
从上述的 context，拷贝一份到当前的 request

go-zero中怎么追踪请求链路的

这样就实现了 span 的信息随着 request 传递到下游服务。

RPC

在 rpc 中存在 client, server ，所以从 tracing 上也有 clientTracing, serverTracing 。 serveTracing 的逻辑基本与 http 的一致，来看看 clientTracing 是怎么使用的？

func TracingInterceptor(ctx context.Context, method string, req, reply interface{},
    cc *grpc.ClientConn, invoker grpc.UnaryInvoker, opts ...grpc.CallOption) error {
    // open clientSpan
    ctx, span := trace.StartClientSpan(ctx, cc.Target(), method)
    defer span.Finish()

    var pairs []string
    span.Visit(func(key, val string) bool {
        pairs = append(pairs, key, val)
        return true
    })
    // **3** 将 pair 中的data以map的形式加入 ctx
    ctx = metadata.AppendToOutgoingContext(ctx, pairs...)

    return invoker(ctx, method, req, reply, cc, opts...)
}

func StartClientSpan(ctx context.Context, serviceName, operationName string) (context.Context, tracespec.Trace) {
    // **1**
    if span, ok := ctx.Value(tracespec.TracingKey).(*Span); ok {
        // **2**
        return span.Fork(ctx, serviceName, operationName)
    }

    return ctx, emptyNoopSpan
}

获取上游带下来的 span 上下文信息
从获取的 span 中创建新的 ctx，span「继承父span的traceId」
将生成 span 的data加入ctx，传递到下一个中间件，流至下游

总结

go-zero 通过拦截请求获取链路traceID，然后在中间件函数入口会分配一个根Span，然后在后续操作中会分裂出子Span，每个span都有自己的具体的标识，Finsh之后就会汇集在链路追踪系统中。

开发者可以通过 ELK 工具追踪 traceID ，看到整个调用链。同时 go-zero 并没有提供整套 trace 链路方案，开发者可以封装 go-zero 已有的 span 结构，做自己的上报系统，接入 jaeger, zipkin 等链路追踪工具。

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实例应用

HTTP

RPC

总结

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