什么是Spring Cloud Sleuth

Spring Cloud Sleuth是一个分布式追踪系统，用于在分布式系统中跟踪和解决请求的性能问题。它提供了一套API和工具，帮助开发人员在微服务架构中跟踪请求的流程，并可以追踪请求在不同微服务之间的传递。

Spring Cloud Sleuth通过在请求的不同环节中添加唯一的标识符，称为Trace ID和Span ID，来追踪请求的路径和性能。Trace ID是整个请求的唯一标识符，Span ID是每个环节中的唯一标识符。通过这些标识符，开发人员可以分析请求的流程和性能瓶颈，并进行优化。

Spring Cloud Sleuth的底层使用和实现原理

Spring Cloud Sleuth底层使用了AspectJ和AOP（面向切面编程）技术来实现请求的追踪。它通过切面注入，在请求的不同环节中自动创建和传递Trace ID和Span ID，实现请求的跟踪和追踪。它还利用了Spring Cloud的其他组件，如Spring Cloud Config和Spring Cloud Eureka，来实现微服务之间的协同工作。

底层实现原理如下：

1. 在请求进入微服务的入口处，通过AspectJ注入代码，创建一个唯一的Trace ID，并将其存储在请求的Header中。
2. 在请求的不同环节中，通过AspectJ注入代码，创建一个唯一的Span ID，并将其存储在请求的Header中。
3. 在微服务之间进行调用时，将Trace ID和Span ID传递给下一个微服务，并在下一个微服务中创建新的Span ID。
4. 在请求离开微服务的出口处，通过AspectJ注入代码，记录请求的性能信息，并将Trace ID和Span ID传递给下一个微服务或调用方。
5. 在调用方接收到响应后，通过AspectJ注入代码，记录响应的性能信息，并将Trace ID和Span ID传递给下一个微服务或调用方。

如何使用Spring Cloud Sleuth

使用Spring Cloud Sleuth非常简单，只需要在项目中添加相应的依赖，并在配置文件中配置相关参数即可。

添加依赖

首先，在pom.xml文件中添加以下依赖：

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
</dependency>

添加配置

然后，在配置文件中添加以下配置：

spring:sleuth:enabled: true

配置完成后，Spring Cloud Sleuth会自动为每个请求生成唯一的Trace ID和Span ID，并在请求的不同环节中自动传递。

注意事项

使用Spring Cloud Sleuth时，需要注意以下几点：

1. 确保所有微服务都添加了Spring Cloud Sleuth的依赖，并配置了相同的Trace ID和Span ID。
2. 需要注意微服务之间的调用关系，确保在调用方将Trace ID和Span ID传递给被调用方，并在被调用方正确接收和处理这些信息。
3. 需要适当地配置日志输出，以便在日志中查看请求的Trace ID和Span ID，以及相关的性能信息。
4. 如果需要自定义Trace ID和Span ID的生成方式，可以实现自定义的Trace和Span生成器，并在配置文件中配置使用自定义生成器。

Spring Cloud Sleuth的高级用法

除了基本的请求追踪功能，Spring Cloud Sleuth还提供了一些高级用法，以满足不同的需求。 如设置采样率、设置日志格式等。可以通过配置文件或编程方式进行配置。

采样率设置

通过设置采样率，可以控制哪些请求需要进行追踪。可以配置全局的采样率，也可以为特定的请求设置不同的采样率。

spring:sleuth:sampler:probability: 0.5

日志格式设置

可以配置请求追踪信息的日志格式，以便更好地查看和分析。可以选择使用简单格式或详细格式。

spring:sleuth:log:slf4j:format: %X{X-B3-TraceId} %X{X-B3-SpanId} [%X{X-Span-Export}]

自定义Trace和Span生成器

可以实现自定义的Trace和Span生成器，以满足特定的需求。

@Configuration
public class MySleuthConfig {@Beanpublic Sampler defaultSampler() {return Sampler.ALWAYS_SAMPLE;}@Beanpublic TraceIdGenerator traceIdGenerator() {return new MyTraceIdGenerator();}@Beanpublic SpanIdGenerator spanIdGenerator() {return new MySpanIdGenerator();}
}

配置Span收集器

可以配置将Span信息发送到特定的收集器，以便进行分析和展示。可以选择使用Zipkin等分布式追踪系统作为收集器。

spring:sleuth:sampler:probability: 1.0zipkin:base-url: http://localhost:9411

通过以上高级用法，开发人员可以根据实际需求，灵活地配置和使用Spring Cloud Sleuth。

简单实现

下面是一个示例代码，演示了如何使用Spring Cloud Sleuth来追踪请求。

controller层

我们创建了一个HelloController，其中包含了两个接口：/hello和/hello-chain。/hello接口直接返回字符串，而/hello-chain接口调用了另一个微服务的/hello接口，并将其返回值作为响应返回。

@RestController
public class HelloController {private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(HelloController.class);@Autowiredprivate RestTemplate restTemplate;@GetMapping("/hello")public String hello() {LOGGER.info("HelloController: hello");return "Hello from HelloController";}@GetMapping("/hello-chain")public String helloChain() {LOGGER.info("HelloController: helloChain");String response = restTemplate.getForObject("http://localhost:8081/hello", String.class);return "Hello from HelloController, response: " + response;}
}

启动类

我们在Application类上添加了@EnableEurekaClient和@EnableFeignClients注解，以启用Eureka客户端和Feign客户端。

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

配置类

在MySleuthConfig类中，我们实现了自定义的Trace和Span生成器，并通过@Bean注解将它们添加到Spring容器中。

@Configuration
public class MySleuthConfig {@Beanpublic Sampler defaultSampler() {return Sampler.ALWAYS_SAMPLE;}@Beanpublic TraceIdGenerator traceIdGenerator() {return new MyTraceIdGenerator();}@Beanpublic SpanIdGenerator spanIdGenerator() {return new MySpanIdGenerator();}
}

自定义逻辑生成类

@Component
public class MyTraceIdGenerator implements TraceIdGenerator {@Overridepublic String generateTraceId() {// 自定义Trace ID生成逻辑return "my-trace-id";}
}@Component
public class MySpanIdGenerator implements SpanIdGenerator {@Overridepublic String generateSpanId() {// 自定义Span ID生成逻辑return "my-span-id";}
}

通过以上示例代码，我们可以使用Spring Cloud Sleuth来追踪请求，在分布式系统中进行性能分析和优化。

总结

文章内容较多，但具体并不复杂，希望以上内容对您有帮助！

参考文献

1. Spring Cloud Sleuth官方文档：这是Spring Cloud Sleuth的官方文档，包含了详细的使用指南、配置说明和示例代码。

2. Spring Cloud Sleuth GitHub仓库：这是Spring Cloud Sleuth的GitHub仓库，您可以在此处找到源代码、发布版本和问题跟踪。

3. Spring Cloud Sleuth示例应用：这是一个包含了多个使用Spring Cloud Sleuth的示例应用的GitHub仓库，您可以参考这些示例来学习如何在不同场景下使用Spring Cloud Sleuth。

4. Spring Cloud Sleuth视频教程：这是一系列关于Spring Cloud Sleuth的视频教程，涵盖了基本概念、使用方法和实际应用场景。

5. Spring Cloud Sleuth博客文章：这是Spring官方博客中关于Spring Cloud Sleuth的一些文章，包含了一些实用的技巧和最佳实践。

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