链路追踪（Distributed Tracing）[编辑 | 编辑源代码]

链路追踪（Distributed Tracing）是一种用于监控和诊断分布式系统的技术，它通过记录请求在多个服务之间的流转路径，帮助开发者理解系统的行为、定位性能瓶颈和排查错误。在微服务架构中，由于请求可能跨越多个服务节点，链路追踪成为理解系统行为的重要工具。

核心概念[编辑 | 编辑源代码]

基本组成[编辑 | 编辑源代码]

链路追踪系统通常由以下核心组件构成：

Trace：表示一个完整的请求链路，从发起请求到最终响应结束。例如，用户访问电商网站的一个页面，可能涉及订单、支付、库存等多个服务，这些操作构成一个Trace。
Span：Trace中的单个操作单元，代表服务内或跨服务的一个逻辑步骤。每个Span包含：

 * 操作名称（如API端点）
 * 开始和结束时间戳
 * 上下文信息（如Trace ID、Span ID）
 * 标签（Key-Value形式的元数据）

Context Propagation：跨服务传递追踪上下文（如HTTP头注入Trace ID）

数据模型[编辑 | 编辑源代码]

数学表示一个Trace： $T = {S_{1}, S_{2}, . . ., S_{n}}$ 其中每个Span $S_{i}$ 包含： $S_{i} = (i d, p a r e n t_i d, n a m e, s t a r t_t i m e, e n d_t i m e, a t t r i b u t e s)$

工作原理[编辑 | 编辑源代码]

实现示例[编辑 | 编辑源代码]

以下是使用OpenTelemetry（开源观测框架）的Python代码示例：

from opentelemetry import trace
from opentelemetry.sdk.trace import TracerProvider
from opentelemetry.sdk.trace.export import ConsoleSpanExporter, SimpleSpanProcessor

# 初始化追踪器
provider = TracerProvider()
processor = SimpleSpanProcessor(ConsoleSpanExporter())
provider.add_span_processor(processor)
trace.set_tracer_provider(provider)

tracer = trace.get_tracer(__name__)

def process_order():
    with tracer.start_as_current_span("process_order") as span:
        span.set_attribute("order_id", 12345)
        check_inventory()
        process_payment()

def check_inventory():
    with tracer.start_as_current_span("check_inventory") as span:
        span.add_event("Inventory checked")
        return True

def process_payment():
    with tracer.start_as_current_span("process_payment") as span:
        span.set_attribute("amount", 99.99)
        return "success"

# 执行示例
process_order()

输出示例：

{
  "name": "process_order",
  "context": {"trace_id": "4bf92f3577b34da6", "span_id": "00f067aa0ba902b7"},
  "attributes": {"order_id": 12345},
  "events": [],
  "links": []
}
{
  "name": "check_inventory",
  "parent_id": "00f067aa0ba902b7",
  "context": {"trace_id": "4bf92f3577b34da6", "span_id": "0110a0b0c0d0e0f0"},
  "events": [{"name": "Inventory checked"}]
}