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Go - 实现项目内链路追踪

IP云
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为什么项目内需要链路追踪？当一个请求中，请求了多个服务单元，如果请求出现了错误或异常，很难去定位是哪个服务出了问题，这时就需要链路追踪。

从图中可以清晰的看出他们之间的调用关系，通过一个例子说明下链路的重要性，比如对方调我们一个接口，反馈在某个时间段这接口太慢了，在排查代码发现逻辑比较复杂，不光调用了多个三方接口、操作了数据库，还操作了缓存，怎么快速定位是哪块执行时间很长？

不卖关子，先说下本篇文章最终实现了什么，如果感兴趣再继续往下看。

实现了通过记录如下参数，来进行问题定位，关于每个参数的结构在下面都有介绍。

// Trace 记录的参数
type Trace struct {
mux sync.Mutex
Identifier string `json:"trace_id"` // 链路 ID
Request *Request `json:"request"` // 请求信息
Response *Response `json:"response"` // 响应信息
ThirdPartyRequests []*Dialog `json:"third_party_requests"` // 调用第三方接口的信息
Debugs []*Debug `json:"debugs"` // 调试信息
SQLs []*SQL `json:"sqls"` // 执行的 SQL 信息
Redis []*Redis `json:"redis"` // 执行的 Redis 信息
Success bool `json:"success"` // 请求结果 true or false
CostSeconds float64 `json:"cost_seconds"` // 执行时长(单位秒)
}

参数结构

链路 ID

String 例如：4b4f81f015a4f2a01b00。如果请求 Header 中存在 TRACE-ID，就使用它，反之，重新创建一个。将 TRACE_ID 放到接口返回值中，这样就可以通过这个标示查到这一串的信息。

请求信息

Object，结构如下：

type Request struct {
TTL string `json:"ttl"` // 请求超时时间
Method string `json:"method"` // 请求方式
DecodedURL string `json:"decoded_url"` // 请求地址
Header interface{} `json:"header"` // 请求 Header 信息
Body interface{} `json:"body"` // 请求 Body 信息
}

响应信息

Object，结构如下：

type Response struct {
Header interface{} `json:"header"` // Header 信息
Body interface{} `json:"body"` // Body 信息
BusinessCode int `json:"business_code,omitempty"` // 业务码
BusinessCodeMsg string `json:"business_code_msg,omitempty"` // 提示信息
HttpCode int `json:"http_code"` // HTTP 状态码
HttpCodeMsg string `json:"http_code_msg"` // HTTP 状态码信息
CostSeconds float64 `json:"cost_seconds"` // 执行时间(单位秒)
}

调用三方接口信息

Object，结构如下：

type Dialog struct {
mux sync.Mutex
Request *Request `json:"request"` // 请求信息
Responses []*Response `json:"responses"` // 返回信息
Success bool `json:"success"` // 是否成功，true 或 false
CostSeconds float64 `json:"cost_seconds"` // 执行时长(单位秒)
}

这里面的 Request 和 Response 结构与上面保持一致。

细节来了，为什么 Responses 结构是 []*Response ？

是因为 HTTP 可以进行重试请求，比如当请求对方接口的时候，HTTP 状态码为 503 http.StatusServiceUnavailable，这时需要重试，我们也需要把重试的响应信息记录下来。

调试信息

Object 结构如下：

type Debug struct {
Key string `json:"key"` // 标示
Value interface{} `json:"value"` // 值
CostSeconds float64 `json:"cost_seconds"` // 执行时间(单位秒)
}

SQL 信息

Object，结构如下：

type SQL struct {
Timestamp string `json:"timestamp"` // 时间，格式：2006-01-02 15:04:05
Stack string `json:"stack"` // 文件地址和行号
SQL string `json:"sql"` // SQL 语句
Rows int64 `json:"rows_affected"` // 影响行数
CostSeconds float64 `json:"cost_seconds"` // 执行时长(单位秒)
}

Redis 信息

Object，结构如下：

type Redis struct {
Timestamp string `json:"timestamp"` // 时间，格式：2006-01-02 15:04:05
Handle string `json:"handle"` // 操作，SET/GET 等
Key string `json:"key"` // Key
Value string `json:"value,omitempty"` // Value
TTL float64 `json:"ttl,omitempty"` // 超时时长(单位分)
CostSeconds float64 `json:"cost_seconds"` // 执行时间(单位秒)
}

请求结果

Bool，这个和统一定义返回值有点关系，看下代码：

// 错误返回
c.AbortWithError(code.ErrParamBind.WithErr(err))// 正确返回
c.Payload(code.OK.WithData(data))

当错误返回时 且 ctx.Writer.Status() != http.StatusOK 时，为 false，反之为 true。

执行时长

Float64，例如：0.041746869，记录的是从请求开始到请求结束所花费的时间。

如何收集参数？

这时有老铁会说了：“规划的稍微还行，使用的时候会不会很麻烦？”

“No，No，使用起来一丢丢都不麻烦”，接着往下看。

无需关心的参数

链路 ID、请求信息、响应信息、请求结果、执行时长，这 5 个参数，开发者无需关心，这些都在中间件封装好了。

调用第三方接口的信息

只需多传递一个参数即可。

在这里厚脸皮自荐下 httpclient 包 。

  • 支持设置失败时重试，可以自定义重试次数、重试前延迟等待时间、重试的满足条件；
  • 支持设置失败时告警，可以自定义告警渠道（邮件/微信）、告警的满足条件；
  • 支持设置调用链路；

调用示例代码：

// httpclient 是项目中封装的包
api := "http://127.0.0.1:9999/demo/post"
params := url.Values{}
params.Set("name", name)
body, err := httpclient.PostForm(api, params,
httpclient.WithTrace(ctx.Trace()), // 传递上下文
)

调试信息

只需多传递一个参数即可。

调用示例代码：

// p 是项目中封装的包
p.Println("key", "value",
p.WithTrace(ctx.Trace()), // 传递上下文
)

SQL 信息

稍微复杂一丢丢，需要多传递一个参数，然后再写一个 GORM 插件。

使用的 GORM V2 自带的 Callbacks 和 Context 知识点，细节不多说，可以看下这篇文章：基于 GORM 获取当前请求所执行的 SQL 信息。

调用示例代码：

// 原来查询这样写
err := u.db.GetDbR().
First(data, id).
Where("is_deleted = ?", -1).
Error// 现在只需这样写
err := u.db.GetDbR().
WithContext(ctx.RequestContext()).
First(data, id).
Where("is_deleted = ?", -1).
Error// .WithContext 是 GORM V2 自带的。
// 插件的代码就不贴了，去上面的文章查看即可。

Redis 信息

只需多传递一个参数即可。

调用示例代码：

// cache 是基于 go-redis 封装的包
d.cache.Get("name",
cache.WithTrace(c.Trace()),
)

核心原理是啥？

在这没关子可卖，看到这相信老铁们都知道了，就两个：一个是 拦截器，另一个是 Context。

如何记录参数？

将以上数据转为 JSON 结构记录到日志中。

JSON 示例

{
"level":"info",
"time":"2021-01-30 22:32:48",
"caller":"core/core.go:444",
"msg":"core-interceptor",
"domain":"go-gin-api[fat]",
"method":"GET",
"path":"/demo/trace",
"http_code":200,
"business_code":1,
"success":true,
"cost_seconds":0.054025302,
"trace_id":"2cdb2f96934f573af391",
"trace_info":{
"trace_id":"2cdb2f96934f573af391",
"request":{
"ttl":"un-limit",
"method":"GET",
"decoded_url":"/demo/trace",
"header":{
"Accept":[
"application/json"
],
"Accept-Encoding":[
"gzip, deflate, br"
],
"Accept-Language":[
"zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8"
],
"Authorization":[
"eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJVc2VySUQiOjEsIlVzZXJOYW1lIjoieGlubGlhbmdub3RlIiwiZXhwIjoxNjEyMTAzNTQwLCJpYXQiOjE2MTIwMTcxNDAsIm5iZiI6MTYxMjAxNzE0MH0.2yHDdP7cNT5uL5xA0-j_NgTK4GrW-HGn0KUxcbZfpKg"
],
"Connection":[
"keep-alive"
],
"Referer":[
"http://127.0.0.1:9999/swagger/index.html"
],
"Sec-Fetch-Dest":[
"empty"
],
"Sec-Fetch-Mode":[
"cors"
],
"Sec-Fetch-Site":[
"same-origin"
],
"User-Agent":[
"Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_6) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/88.0.4324.96 Safari/537.36"
]
},
"body":""
},
"response":{
"header":{
"Content-Type":[
"application/json; charset=utf-8"
],
"Trace-Id":[
"2cdb2f96934f573af391"
],
"Vary":[
"Origin"
]
},
"body":{
"code":1,
"msg":"OK",
"data":[
{
"name":"Tom",
"job":"Student"
},
{
"name":"Jack",
"job":"Teacher"
}
],
"id":"2cdb2f96934f573af391"
},
"business_code":1,
"business_code_msg":"OK",
"http_code":200,
"http_code_msg":"OK",
"cost_seconds":0.054024874
},
"third_party_requests":[
{
"request":{
"ttl":"5s",
"method":"GET",
"decoded_url":"http://127.0.0.1:9999/demo/get/Tom",
"header":{
"Authorization":[
"eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJVc2VySUQiOjEsIlVzZXJOYW1lIjoieGlubGlhbmdub3RlIiwiZXhwIjoxNjEyMTAzNTQwLCJpYXQiOjE2MTIwMTcxNDAsIm5iZiI6MTYxMjAxNzE0MH0.2yHDdP7cNT5uL5xA0-j_NgTK4GrW-HGn0KUxcbZfpKg"
],
"Content-Type":[
"application/x-www-form-urlencoded; charset=utf-8"
],
"TRACE-ID":[
"2cdb2f96934f573af391"
]
},
"body":null
},
"responses":[
{
"header":{
"Content-Length":[
"87"
],
"Content-Type":[
"application/json; charset=utf-8"
],
"Date":[
"Sat, 30 Jan 2021 14:32:48 GMT"
],
"Trace-Id":[
"2cdb2f96934f573af391"
],
"Vary":[
"Origin"
]
},
"body":"{"code":1,"msg":"OK","data":{"name":"Tom","job":"Student"},"id":"2cdb2f96934f573af391"}",
"http_code":200,
"http_code_msg":"200 OK",
"cost_seconds":0.000555089
}
],
"success":true,
"cost_seconds":0.000580202
},
{
"request":{
"ttl":"5s",
"method":"POST",
"decoded_url":"http://127.0.0.1:9999/demo/post",
"header":{
"Authorization":[
"eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJVc2VySUQiOjEsIlVzZXJOYW1lIjoieGlubGlhbmdub3RlIiwiZXhwIjoxNjEyMTAzNTQwLCJpYXQiOjE2MTIwMTcxNDAsIm5iZiI6MTYxMjAxNzE0MH0.2yHDdP7cNT5uL5xA0-j_NgTK4GrW-HGn0KUxcbZfpKg"
],
"Content-Type":[
"application/x-www-form-urlencoded; charset=utf-8"
],
"TRACE-ID":[
"2cdb2f96934f573af391"
]
},
"body":"name=Jack"
},
"responses":[
{
"header":{
"Content-Length":[
"88"
],
"Content-Type":[
"application/json; charset=utf-8"
],
"Date":[
"Sat, 30 Jan 2021 14:32:48 GMT"
],
"Trace-Id":[
"2cdb2f96934f573af391"
],
"Vary":[
"Origin"
]
},
"body":"{"code":1,"msg":"OK","data":{"name":"Jack","job":"Teacher"},"id":"2cdb2f96934f573af391"}",
"http_code":200,
"http_code_msg":"200 OK",
"cost_seconds":0.000450153
}
],
"success":true,
"cost_seconds":0.000468387
}
],
"debugs":[
{
"key":"res1.Data.Name",
"value":"Tom",
"cost_seconds":0.000005193
},
{
"key":"res2.Data.Name",
"value":"Jack",
"cost_seconds":0.000003907
},
{
"key":"redis-name",
"value":"tom",
"cost_seconds":0.000009816
}
],
"sqls":[
{
"timestamp":"2021-01-30 22:32:48",
"stack":"/Users/xinliang/github/go-gin-api/internal/api/repository/db_repo/user_demo_repo/user_demo.go:76",
"sql":"SELECT `id`,`user_name`,`nick_name`,`mobile` FROM `user_demo` WHERE user_name = 'test_user' and is_deleted = -1 ORDER BY `user_demo`.`id` LIMIT 1",
"rows_affected":1,
"cost_seconds":0.031969072
}
],
"redis":[
{
"timestamp":"2021-01-30 22:32:48",
"handle":"set",
"key":"name",
"value":"tom",
"ttl":10,
"cost_seconds":0.009982091
},
{
"timestamp":"2021-01-30 22:32:48",
"handle":"get",
"key":"name",
"cost_seconds":0.010681579
}
],
"success":true,
"cost_seconds":0.054025302
}
}

zap 日志组件

有对日志收集感兴趣的老铁们可以往下看，trace_info 只是日志的一个参数，具体日志参数包括：

参数数据类型说明
levelString日志级别，例如：info,warn,error,debug
timeString时间，例如：2021-01-30 16:05:44
callerString调用位置，文件+行号，例如：core/core.go:443
msgString日志信息，例如：xx 错误
domainString域名或服务名，例如：go-gin-api[fat]
methodString请求方式，例如：POST
pathString请求路径，例如：/user/create
http_codeIntHTTP 状态码，例如：200
business_codeInt业务状态码，例如：10101
successBool状态，true or false
cost_secondsFloat64花费时间，单位：秒，例如：0.01
trace_idString链路ID，例如：ec3c868c8dcccfe515ab
trace_infoObject链路信息，结构化数据。
errorString错误信息，当出现错误时才有这字段。
errorVerboseString详细的错误堆栈信息，当出现错误时才有这字段。

日志记录可以使用 zap，logrus ，这次我使用的 zap，简单封装一下即可，比如：

  • 支持设置日志级别；
  • 支持设置日志输出到控制台；
  • 支持设置日志输出到文件；
  • 支持设置日志输出到文件(可自动分割)；

总结

这个功能比较常用，使用起来也很爽，比如调用方发现接口出问题时，只需要提供 TRACE-ID 即可，我们就可以查到关于它整个链路的所有信息。

以上代码的实现都在 go-gin-api 项目中，地址：https://github.com/xinliangnote/go-gin-api