使用Java进行分布式系统跟踪：Zipkin与Jaeger实战应用
在构建分布式系统时，我们经常需要解决一些难以找到的性能问题和错误，尤其是跨多个微服务的调用链。为了帮助开发人员更好地理解系统中的请求流，分布式系统跟踪工具应运而生。在本文中，我们将介绍两个常用的分布式系统跟踪工具：Zipkin和Jaeger，并展示如何使用Java来实现它们的应用。
Zipkin
Zipkin是一个开源的分布式系统跟踪工具，通过收集、存储和展示跨多个微服务的请求调用链来帮助开发人员诊断和调试性能问题。Zipkin使用一个名为Span的数据结构来表示单个请求中的一次操作，通过将Span记录在各个服务之间传递，最终构成一个完整的调用链。
安装和配置
要使用Zipkin，首先需要安装和配置Zipkin服务器。你可以从Zipkin官方网站（https://zipkin.io/）下载最新版本的Zipkin服务器。
安装完成后，你需要使用以下命令来启动Zipkin服务器：
$ java -jar zipkin-server-<version>.jar
Zipkin服务器将在默认端口9411上运行。你可以通过在浏览器中访问http://localhost:9411来验证Zipkin服务器是否正常运行。
Zipkin示例应用
下面将介绍一个简单的Zipkin示例应用，该应用由两个微服务组成：Order Service和Payment Service。Order Service负责处理用户订单，Payment Service负责处理付款。
步骤一：添加相关依赖
首先，我们需要在Order Service和Payment Service的pom.xml文件中添加以下依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
步骤二：配置Zipkin服务器地址
在application.properties文件中，我们需要配置Zipkin服务器地址：
spring.zipkin.base-url=http://localhost:9411
步骤三：创建Span
在每个服务中，我们需要创建Span来跟踪请求调用链。我们可以使用Spring Cloud Sleuth来自动创建和传递Span。
对于Order Service，我们可以在Controller的方法上添加@NewSpan注解：
@RestController
public class OrderController {
@Autowired
private PaymentService paymentService;
@GetMapping("/order/{id}")
@NewSpan
public Order getOrder(@PathVariable Long id) {
// 处理订单逻辑
// ...
// 调用Payment Service
paymentService.processPayment(id);
// 返回订单详情
// ...
}
}
对于Payment Service，我们可以在Service的方法上添加@ContinueSpan注解：
@Service
public class PaymentService {
@ContinueSpan
public void processPayment(Long orderId) {
// 处理付款逻辑
// ...
}
}
步骤四：运行应用并访问Zipkin界面
启动Order Service和Payment Service应用后，访问Order Service的某个API入口，例如http://localhost:8080/order/123。然后，在浏览器中访问Zipkin界面http://localhost:9411，你将看到显示请求调用链的图形界面。
Jaeger
Jaeger是另一个开源的分布式系统跟踪工具，它由Uber Technologies开发，并成为了Cloud Native Computing Foundation（CNCF）的一部分。与Zipkin类似，Jaeger也使用Spans记录跨多个服务的请求调用链。
安装和配置
要使用Jaeger，首先需要安装和配置Jaeger服务器。你可以从Jaeger官方网站（https://www.jaegertracing.io/）下载最新版本的Jaeger服务器。
安装完成后，你需要使用以下命令来启动Jaeger服务器：
$ jaeger-all-in-one --collector.zipkin.host-port=:9411
Jaeger服务器将在默认端口16686上运行。你可以通过在浏览器中访问http://localhost:16686来验证Jaeger服务器是否正常运行。
Jaeger示例应用
下面将介绍一个简单的Jaeger示例应用，该应用由两个微服务组成：Order Service和Payment Service，与前面的Zipkin示例应用类似。
步骤一：添加相关依赖
首先，我们需要在Order Service和Payment Service的pom.xml文件中添加以下依赖：
<dependency>
<groupId>io.opentracing.contrib</groupId>
<artifactId>opentracing-spring-jaeger-cloud-starter</artifactId>
<version>2.1.1</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>io.opentracing.contrib</groupId>
<artifactId>opentracing-spring-jaeger-starter</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
步骤二：配置Jaeger服务器地址
在application.properties文件中，我们需要配置Jaeger服务器地址：
opentracing.jaeger.udp-sender.host=localhost
opentracing.jaeger.udp-sender.port=6831
步骤三：创建Span
对于Order Service和Payment Service，我们可以在相应的方法上添加@Span注解，并指定Span名称：
@RestController
public class OrderController {
@Autowired
private PaymentService paymentService;
@GetMapping("/order/{id}")
@Span("getOrder")
public Order getOrder(@PathVariable Long id) {
// 处理订单逻辑
// ...
// 调用Payment Service
paymentService.processPayment(id);
// 返回订单详情
// ...
}
}
@Service
public class PaymentService {
@Span("processPayment")
public void processPayment(Long orderId) {
// 处理付款逻辑
// ...
}
}
步骤四：运行应用并访问Jaeger界面
启动Order Service和Payment Service应用后，访问Order Service的某个API入口，例如http://localhost:8080/order/123。然后，在浏览器中访问Jaeger界面http://localhost:16686，你将看到显示请求调用链的图形界面。
总结
在本文中，我们介绍了两个常用的分布式系统跟踪工具：Zipkin和Jaeger，并展示了如何使用Java来实现它们的应用。通过使用这些工具，开发人员可以更好地理解分布式系统中的请求流，快速排查性能问题和错误，并提高系统的可靠性和可调试性。如果你正在构建分布式系统，不要忽视这些强大的工具，它们将为你提供宝贵的支持和帮助。 参考文献：