（WebFlux）002、如何打印日志与链路ID

一、背景

最近在持续改造项目，想通过日志查看用户所有的接口链路日志。在原来基于SpirngMVC的时候，那是比较好处理的，通过ThreadLocal，放入TraceId，就可以把一个TraceId传到各个地方，然后再需要的地方取出来，相当简单。但是在换了WebFlux，老实说，真还是有些麻烦。但这并不能难倒我们，发车！

现在把使用过程中问题和解决方式列出来，供大家参考。参考原文链接

SpringBoot 版本号： 2.6.10

二、 正文

2.1 实现方案

要实现用户调用链路所有的日志，那么我们就得通过唯一的ID去追踪。大致可以通过在请求的header中携带token，或者通过cookie这样的方式。考虑到大多数的使用场景，我们就使用在header中携带token的方式来实现。

2.2 实现方式

既然我们采取的是在header在添加token的方式，那么如何取出来，然后又在打印日志中获取到，这才是关键点。我们在SpringMVC中通常采用AOP的方式打印日志，那我们在WebFlux中是否也可以这样做呢？

2.2.1 步骤1 - 过滤器

当然可以了。要实现拦截，当然还是先实现WebFilter，代码如下。

/**
 * <p>记录traceId</p>
 *
 * @author fattycal@qq.com
 * @since 2022/8/8
 */
@Slf4j
@Configuration
public class TraceIdWebFilter implements WebFilter {

    private static final String TRACE_ID = ConstantsFields.TRACE_ID;

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, WebFilterChain chain) {

        return chain.filter(exchange)
                // 放入当前上下文，类似于ThreadLocal
                .contextWrite(context -> {
                    // header 中是否有TRACE-ID
                    String traceId = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst(TRACE_ID);

                    traceId = Optional.ofNullable(traceId).orElse("");
                    if (!StringUtils.hasText(traceId)) {
                        log.warn("TRACE_ID not present in header: {}", exchange.getRequest().getURI());
                    }
                  
                    Context contextTmp = context.put(TRACE_ID, traceId);
                    exchange.getAttributes().put(TRACE_ID, traceId);

                    return contextTmp;
                });
    }
}

实现WebFilter，通过contextWrite方法，把Header中的trace-id存入到上下文中。这个ContextWrite很重要，它是类似于ThreadLocal的东西，如果有老铁不知道，可以参考Context翻译文章，这里我们就不在一一赘述啦。

实现了WebFilter后，并且放入了Context中，这样我们是不是想ThreadLocal一样，取出来直接用就可以了？of course！

2.2.2 步骤2 - 切面

直接贴代码，如下（方式一）。

/**
 * <br>日志切面</br>
 *
 * @author fattyca1@qq.com
 * @since 2022/8/10
 */

@Aspect
@Configuration
@Slf4j
public class LoggerAspect {

    @Around("@annotation(com.fattycal.demo.webflux.annotation.Loggable)")
    public Object logAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {

        long start = System.currentTimeMillis();
        Object result = joinPoint.proceed();
        if (result instanceof Mono) {
            Mono monoResult = (Mono) result;
            AtomicReference<String> traceId = new AtomicReference<>("");
            return monoResult.flatMap(ret -> Mono.subscriberContext().map(ctx -> {
                        // 从Context中取出traceId, 放入到了AtomicReference，正常变量没办法操作（内部类）。
                        traceId.set(ctx.getOrDefault(ConstantsFields.TRACE_ID, ""));
                        return ret;
                    }))
                    .doOnSuccess(o -> {
                        String response = "";
                        if (Objects.nonNull(o)) {
                            response = o.toString();
                        }
                        log.info("【{}】,Enter: {}.{}() with argument[s] = {}", traceId,
                                joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName(), joinPoint.getSignature().getName(),
                                joinPoint.getArgs());
                        log.info("【{}】,Exit: {}.{}() had arguments = {}, with result = {}, Execution time = {} ms", traceId,
                                joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName(), joinPoint.getSignature().getName(),
                                joinPoint.getArgs()[0],
                                response, (System.currentTimeMillis() - start));
                    });
        }

        return result;
    }
}

我们直接通过切面，来判断响应结果是否是属于Mono，如果是，则通过flatmap结合Mono.subscriberContext()拿到traceId，然后在doOnSuccess中打印日志。这样的好处是，不用自己订阅Mono.subscriberContext()。

有的哥们就会问，为啥不在doOnSuccess()中去订阅呢？ 好问题，我们的尝试一下。代码如下（方式二）。

@Aspect
@Configuration
@Slf4j
public class LoggerAspect {

    @Around("@annotation(com.fattycal.demo.webflux.annotation.Loggable)")
    public Object logAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {

        long start = System.currentTimeMillis();
        Object result = joinPoint.proceed();
        if (result instanceof Mono) {
            Mono monoResult = (Mono) result;
            // 错误的实现方式
            return monoResult.doOnSuccess(obj -> Mono.subscriberContext()
                    .map(ctx -> {
                        String traceId = ctx.getOrDefault(ConstantsFields.TRACE_ID, "");
                        String response = "";
                        if (Objects.nonNull(obj)) {
                            response = obj.toString();
                        }
                        log.info("【{}】,Enter: {}.{}() with argument[s] = {}", traceId,
                                joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName(), joinPoint.getSignature().getName(),
                                joinPoint.getArgs());
                        log.info("【{}】,Exit: {}.{}() had arguments = {}, with result = {}, Execution time = {} ms", traceId,
                                joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName(), joinPoint.getSignature().getName(),
                                joinPoint.getArgs()[0],
                                response, (System.currentTimeMillis() - start));
                        return ctx;
                    })
            );

        }
        return result;
    }
}

一激动，马上唰唰写出来了，但是这样写可不可以呢（文章已标记是错误的写法）？为啥说是错误的写法呢，那是因为在Reactor3中，有一个至理名言，那就是nothing happens until you subscribe()。我们没有订阅，所以Mono.subscriberContext().map()这一个流不会被执行的（点完餐付完钱店家才确定要做）。

所以我们稍微动一下代码，如下。

/**
 * <br>日志切面</br>
 *
 * @author fattyca1@qq.com
 * @since 2022/8/10
 */
@Aspect
@Configuration
@Slf4j
public class LoggerAspect {

    @Around("@annotation(com.fattycal.demo.webflux.annotation.Loggable)")
    public Object logAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {

        long start = System.currentTimeMillis();
        Object result = joinPoint.proceed();
        if (result instanceof Mono) {
            Mono monoResult = (Mono) result;
            // 把doOnSuccess这个操作放到单独线程池里做
            return monoResult.publishOn(Schedulers.newElastic("fattyca1-thread-pool")).doOnSuccess(obj -> Mono.subscriberContext()
                    .map(ctx -> {
                        String traceId = ctx.getOrDefault(ConstantsFields.TRACE_ID, "");
                        String response = "";
                        if (Objects.nonNull(obj)) {
                            response = obj.toString();
                        }
                        log.info("【{}】,Enter: {}.{}() with argument[s] = {}", traceId,
                                joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName(), joinPoint.getSignature().getName(),
                                joinPoint.getArgs());
                        log.info("【{}】,Exit: {}.{}() had arguments = {}, with result = {}, Execution time = {} ms", traceId,
                                joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName(), joinPoint.getSignature().getName(),
                                joinPoint.getArgs()[0],
                                response, (System.currentTimeMillis() - start));
                        return ctx;
                    }).subscribe()
            );

        }
        return result;
    }
}

我们在map方法后面又增加了subscribe()方法，这个时候，付钱了，餐馆才给你做饭。当然，我们又添加了publishOn这个方法，那是因为subscribe()是阻塞的，为了不阻塞，我们放进了一个新的线程池中处理。这样我们就大功告成啦！ 马上动手测试一下

2.2.3 品尝果实

我们直接来一个朴实无华的测试，代码如下。

@RestController
public class WebfluxController {

    @RequestMapping("/hi/{name}")
    @Loggable
    public Mono<String> helloWorld(@PathVariable("name") String name) {
        return Mono.fromSupplier(() -> "hi, " + name);
    }
}

2.2.3.1 （方式一）

先按照方式一的方式来测试，结果如图所示。

方式一测试出来，的确没问题，我们把Header中的Trace-id打印出来了。那接下来试试方式二。

2.2.3.2 （方式二）

方式一实现方式测试，结果如图所示。

擦，扑街了~，从测试结果看，这样的方式是取不到Context中的值，我在尝试去掉线程池后，也还是取不到Context中的值。为什么没有取到这一点，还没研究透，后面研究透了给大家补上。

从结果看，我们还是通过FlatMap的方式，提前拿到Trace-id还是靠谱一点。

2.2.3.2 测试三

我们修改了一下Controller中的代码，通过flatMap，从Context中获取traceId。再测试一下。结果如图所示。

通过测试我们发下，通过flatmap，然后再从Context中获取traceId是完全可行的，所以我们在实际使用的时候还是要注意下方式。

三、总结

先实践，实操，在理解原理。以上为实际实践，如果发现有问题，欢迎指出，交流！