Spring Cloud Sleuth
一般的，一个分布式服务跟踪系统，主要有三部分：数据收集、数据存储和数据展示。根据系统大小不同，每一部分的结构又有一定变化。譬如，对于大规模分布式系统，数据存储可分为实时数据和全量数据两部分，实时数据用于故障排查（troubleshooting），全量数据用于系统优化；数据收集除了支持平台无关和开发语言无关系统的数据收集，还包括异步数据收集（需要跟踪队列中的消息，保证调用的连贯性），以及确保更小的侵入性；数据展示又涉及到数据挖掘和分析。虽然每一部分都可能变得很复杂，但基本原理都类似。
服务追踪的追踪单元是从客户发起请求（request）抵达被追踪系统的边界开始，到被追踪系统向客户返回响应（response）为止的过程，称为一个“trace”。每个 trace 中会调用若干个服务，为了记录调用了哪些服务，以及每次调用的消耗时间等信息，在每次调用服务时，埋入一个调用记录，称为一个“span”。这样，若干个有序的 span 就组成了一个 trace。在系统向外界提供服务的过程中，会不断地有请求和响应发生，也就会不断生成 trace，把这些带有span 的 trace 记录下来，就可以描绘出一幅系统的服务拓扑图。附带上 span 中的响应时间，以及请求成功与否等信息，就可以在发生问题的时候，找到异常的服务；根据历史数据，还可以从系统整体层面分析出哪里性能差，定位性能优化的目标。
- Span：基本工作单元，例如，在一个新建的span中发送一个RPC等同于发送一个回应请求给RPC，span通过一个64位ID唯一标识，trace以另一个64位ID表示，span还有其他数据信息，比如摘要、时间戳事件、关键值注释(tags)、span的ID、以及进度ID(通常是IP地址) span在不断的启动和停止，同时记录了时间信息，当你创建了一个span，你必须在未来的某个时刻停止它。
- Trace：一系列spans组成的一个树状结构，例如，如果你正在跑一个分布式大数据工程，你可能需要创建一个trace。
- Annotation：用来及时记录一个事件的存在，一些核心annotations用来定义一个请求的开始和结束
- CS - Client Sent -客户端发起一个请求，这个annotion描述了这个span的开始
- SR - Server Received -服务端获得请求并准备开始处理它，如果将其sr减去cs时间戳便可得到网络延迟
- SS - Server Sent -注解表明请求处理的完成(当请求返回客户端)，如果ss减去sr时间戳便可得到服务端需要的处理请求时间
- CR - Client Received -表明span的结束，客户端成功接收到服务端的回复，如果cr减去cs时间戳便可得到客户端从服务端获取回复的所有所需时间
Spring Cloud Sleuth的概念图：：
Sleuth作用：
- 耗时分析: 通过Sleuth可以很方便的了解到每个采样请求的耗时，从而分析出哪些服务调用比较耗时;
- 可视化错误: 对于程序未捕捉的异常，可以通过集成Zipkin服务界面上看到;
- 链路优化: 对于调用比较频繁的服务，可以针对这些服务实施一些优化措施。
spring cloud sleuth可以结合zipkin，将信息发送到zipkin，利用zipkin的存储来存储信息，利用zipkin ui来展示数据。接下来简单介绍一下zipkin：
ZipKin
Zipkin 是一个开放源代码分布式的跟踪系统，由Twitter公司开源，它致力于收集服务的定时数据，以解决微服务架构中的延迟问题，包括数据的收集、存储、查找和展现。
每个服务向zipkin报告计时数据，zipkin会根据调用关系通过Zipkin UI生成依赖关系图，显示了多少跟踪请求通过每个服务，该系统让开发者可通过一个 Web 前端轻松的收集和分析数据，例如用户每次请求服务的处理时间等，可方便的监测系统中存在的瓶颈。
Zipkin提供了可插拔数据存储方式：In-Memory、MySql、Cassandra以及Elasticsearch。接下来的测试为方便直接采用In-Memory方式进行存储，生产推荐Elasticsearch。
- 引入依赖：
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.zipkin.java</groupId>
<artifactId>zipkin-server</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.zipkin.java</groupId>
<artifactId>zipkin-autoconfigure-ui</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
- 启动类：
使用@EnableZipkinServer注解，启用Zipkin服务。
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableZipkinServer
public class ZipkinApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ZipkinApplication.class, args);
}
}
- 配置文件：
eureka:
client:
serviceUrl:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
server:
port: 9000
spring:
application:
name: zipkin-server
配置完成后依次启动eureka、zipkin-server项目。访问地址http://localhost:9000/zipkin/即可看到Zipkin后台页面。
- 在项目中添加zipkin支持：
先引入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
</dependency>
Spring应用在监测到Java依赖包中有sleuth和zipkin后，会自动在RestTemplate的调用过程中向HTTP请求注入追踪信息，并向Zipkin Server发送这些信息。
同时修改配置文件：
spring:
zipkin:
base-url: http://localhost:9000
sleuth:
sampler:
percentage: 1.0
- spring.zipkin.base-url指定了Zipkin服务器的地址
- spring.sleuth.sampler.percentage将采样比例设置为1.0，说明全部都需要。
Spring Cloud Sleuth有一个Sampler策略，可以通过这个实现类来控制采样算法。采样器不会阻碍span相关id的产生，但是会对导出以及附加事件标签的相关操作造成影响。 Sleuth默认采样算法的实现是Reservoir sampling，具体的实现类是PercentageBasedSampler，默认的采样比例为: 0.1(即10%)。不过我们可以通过spring.sleuth.sampler.percentage来设置，所设置的值介于0.0到1.0之间，1.0则表示全部采集。
配置完成后启动项目，尝试访问服务，再进入http://localhost:9000/zipkin/查看追踪记录即可。
