.NET Core微服务之基于Steeltoe使用Zipkin实现分布式追踪

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1. 基于Steeltoe使用Spring Cloud Eureka

2. 基于Steeltoe使用Spring Cloud Zuul

3. 基于Steeltoe使用Spring Cloud Hystrix

4. 基于Steeltoe使用Spring Cloud Config

5. 基于Steeltoe使用Zipkin

一、关于Spring Cloud Sleuth与Zipkin

　　在 SpringCloud 之中提供的 Sleuth 技术可以实现微服务的调用跟踪，也就是说它可以自动的形成一个调用连接线，通过这个连接线使得开发者可以轻松的找到所有微服务间关系，同时也可以获取微服务所耗费的时间，这样就可以进行微服务调用状态的监控以及相应的数据分析。

　　Zipkin是一个分布式追踪系统，它有助于收集解决微服务架构中延迟问题所需的时序数据。它管理这些数据的收集和查找。

　　应用程序用于向Zipkin报告时间数据。Zipkin UI还提供了一个依赖关系图，显示每个应用程序有多少跟踪请求。如果你正在解决延迟问题或错误问题，则可以根据应用程序，跟踪长度，注释或时间戳过滤或排序所有跟踪。一旦选择了一个跟踪，你可以看到每个跨度所花费的总跟踪时间的百分比，从而可以确定问题应用程序。

二、快速构建Zipkin Server

　　示例版本：Spring Boot 1.5.15.RELEASE，Spring Cloud Edgware.SR3

　　（1）pom.xml 添加相关依赖包

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <!-- 热启动，热部署依赖包，为了调试方便，加入此包 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>

        <!-- zipkin -->
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
            <artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.zipkin.java</groupId>
            <artifactId>zipkin-server</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <!-- spring cloud dependencies -->
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Edgware.SR3</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

　　（2）启动类添加相关注解

@SpringBootApplication
@EnableZipkinServer
public class ZipkinServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ZipkinServiceApplication.class, args);
    }
}

　　（3）配置文件

server:
  port: 9411

spring:
  application:
    name: zipkin-service

　　最终启动后，访问zipkin主界面：

三、ASP.NET Core集成Zipkin

3.1 示例环境准备

　　这里仍然基于第一篇的示例进行修改，各个项目的角色如下表所示：

微服务项目名称	项目微服务中的角色
eureka-service	服务发现&注册（Spring Boot）
zuul-service	API网关（Spring Boot）
zipkin-service	分布式追踪服务（Spring Boot）
agent-service	服务提供者（ASP.NET Core）
client-service	服务提供者（ASP.NET Core）
premium-service	服务提供者&服务消费者（ASP.NET Core）

　　所有相关服务（除zipkin-service外）注册到Eureka之后的服务列表：

3.2 想要测试的服务调用链路

　　浏览器通过API网关（Zuul）调用Premium-Service的API，在这个API中会调用Client-Service的API，当然，会通过服务发现（Eureka）来获取Client-Service的URL。

3.3 以PremiumService为例添加相关配置

　　这里以PremiumService为例，其他几个Service参照下面的步骤依次添加配置即可。

　　（1）添加相关NuGet包

PM> Install-Package Steeltoe.Extensions.Logging.DynamicLogger

PM> Install-Package Steeltoe.Management.ExporterCore　　　　

PM> Install-Package Steeltoe.Management.TracingCore

　　（2）Program类添加动态日志Provider

    public class Program
    {
        ......

        public static IWebHostBuilder CreateWebHostBuilder(string[] args) =>
            WebHost.CreateDefaultBuilder(args)
                .UseUrls("http://*:8030")
                .UseStartup<Startup>()
                .ConfigureLogging((builderContext, loggingBuilder) =>
                {
                    loggingBuilder.AddConfiguration(builderContext.Configuration.GetSection("Logging"));
                    // Add Steeltoe Dynamic Logging Provider
                    loggingBuilder.AddDynamicConsole();
                });
    }

　　Steeltoe的日志提供器是对ASP.NET Core自身日志器的进一步封装，其在原始数据基础上增加了如Spring Cloud Sleuth中一样的额外信息。

　　（3）Starup启动类中添加相关配置

    public class Startup
    {
        ......

        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            ......
            // Add Steeltoe Distributed Tracing
            services.AddDistributedTracing(Configuration);
            // Export traces to Zipkin
            services.AddZipkinExporter(Configuration);

            services.AddMvc().SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_1);

            // Add Hystrix Metrics to container
            services.AddHystrixMetricsStream(Configuration);
        }

        public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
        {
            ......

            app.UseMvc();
            
            // Start Hystrix metrics stream service
            app.UseHystrixMetricsStream();
            // Start up trace exporter
            app.UseTracingExporter();
        }
    }

　　（4）appSettings添加相关配置 => 主要是zipkin server的相关信息

"management": {
    "tracing": {
      "alwaysSample": true,
      "egressIgnorePattern": "/api/v2/spans|/v2/apps/.*/permissions|/eureka/.*|/oauth/.*",
      "exporter": {
        "zipkin": {
          "endpoint": "http://localhost:9411/api/v2/spans",
          "validateCertificates": false
        }
      }
    }
  }

四、快速验证测试

　　（1）启动Eureka, Zuul, Zipkin以及Premium-Service和Client-Service

　　（2）通过Zuul调用API　

　　（3）通过Zipkin UI查看Trace

　　点击具体的Trace查看Details

　　（4）点击“依赖分析”按钮查看依赖图

五、小结

　　本文简单地介绍了一下Spring Cloud Seluth与Zipkin，然后通过Java快速地构建了一个Zipkin Server，通过在ASP.NET Core中集成Zipkin并做了一个基本的微服务调用追踪Demo。本示例的Zipkin Server的追踪数据是基于内存，实际中应该集成ELK进行持久化。当然，我们也可以直接通过Zipkin的.NET客户端来做。