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应用实时监控服务ARMS:通过Jaeger上报Java应用数据

更新时间:Mar 14, 2024

通过Jaeger为应用埋点并上报链路数据至可观测链路 OpenTelemetry 版后,可观测链路 OpenTelemetry 版即可开始监控应用,您可以查看应用拓扑、调用链路、异常事务、慢事务和SQL分析等一系列监控数据。本文介绍如何进行手动埋点,以及使用Spring Cloud组件和gRPC组件进行自动埋点。

重要

为获得更丰富的功能、更先进的链路追踪能力,以及最佳使用体验,建议您使用OpenTelemetry协议将应用接入可观测链路 OpenTelemetry 版

我们为您提供了详细的OpenTelemetry接入指南和最佳实践,帮助您快速上手可观测链路 OpenTelemetry 版。更多信息,请参见接入应用

前提条件

获取接入点信息

  1. 登录可观测链路 OpenTelemetry 版控制台

  2. 在左侧导航栏单击集群配置,然后在右侧页面单击接入点信息页签。

  3. 在页面顶部选择需要接入的地域,然后在集群信息区域打开显示Token开关。

  4. 客户端采集工具区域单击需要使用的链路数据采集客户端。

    在下方表格的相关信息列中,获取接入点信息。

    Jaeger/Zipkin接入点信息

    说明

    如果应用部署于阿里云生产环境,则选择阿里云VPC网络接入点,否则选择公网接入点。对于Zipkin,一般情况下请使用v2版接入点,v1版接入点仅限对Zipkin十分了解的高阶用户使用。

背景信息

Jaeger是一款开源分布式追踪系统,兼容OpenTracing API,且已加入CNCF开源组织。其主要功能是聚合来自各个异构系统的实时监控数据。目前OpenTracing社区已有许多组件可支持各种Java框架,例如:

要通过Jaeger将Java应用数据上报至可观测链路 OpenTelemetry 版控制台,首先需要完成埋点工作。您可以手动埋点,也可以利用各种现有插件实现埋点的目的。本文介绍以下三种埋点方法。

  • 手动埋点

  • 通过Spring Cloud组件埋点

  • 通过gRPC组件埋点

数据是如何上报的?

  • 不通过Jaeger Agent而直接上报数据的原理如下图所示。

    image
  • 通过Jaeger Agent上报数据的原理如下图所示。

    image

为Java应用手动埋点

要通过Jaeger将Java应用数据上报至可观测链路 OpenTelemetry 版控制台,首先需要完成埋点工作。本示例为手动埋点。

  1. 下载Demo工程,进入manualDemo目录,并按照Readme的说明运行程序。
  2. 打开pom.xml,添加对Jaeger客户端的依赖。
    <dependency>
        <groupId>io.jaegertracing</groupId>
        <artifactId>jaeger-client</artifactId>
        <version>0.31.0</version>
    </dependency>
  3. 配置初始化参数并创建Tracer对象。

    Tracer对象可以用来创建Span对象以便记录分布式操作时间、通过Extract/Inject方法跨机器透传数据、或设置当前Span。Tracer对象还配置了上报数据的网关地址、本机IP地址、采样率、服务名等数据。您可以通过调整采样率来减少因上报数据产生的开销。

    说明 请将<endpoint>替换成可观测链路 OpenTelemetry 版控制台集群配置 > 接入点信息页面相应客户端和地域的接入点。获取接入点信息的方法,请参见前提条件。
    // 将manualDemo替换为您的应用名称。
    io.jaegertracing.Configuration config = new io.jaegertracing.Configuration("manualDemo");
    io.jaegertracing.Configuration.SenderConfiguration sender = new io.jaegertracing.Configuration.SenderConfiguration();
    // 将 <endpoint> 替换为控制台概览页面上相应客户端和地域的接入点。
    sender.withEndpoint("<endpoint>");
    config.withSampler(new io.jaegertracing.Configuration.SamplerConfiguration().withType("const").withParam(1));
    config.withReporter(new io.jaegertracing.Configuration.ReporterConfiguration().withSender(sender).withMaxQueueSize(10000));
    GlobalTracer.register(config.getTracer());
  4. 记录请求数据。
    Tracer tracer = GlobalTracer.get();
    // 创建Span。
    Span span = tracer.buildSpan("parentSpan").withTag("myTag", "spanFirst").start();
    tracer.scopeManager().activate(span, false);
    tracer.activeSpan().setTag("methodName", "testTracing");
    // 业务逻辑。
    secondBiz();
    span.finish();
  5. 可选:上一步用于记录请求的根操作,如果需要记录请求的上一步和下一步操作,则需要传入上下文。
    Tracer tracer = GlobalTracer.get();
    Span parentspan = tracer.activeSpan();
    Tracer.SpanBuilder spanBuilder = tracer.buildSpan("childSpan").withTag("myTag", "spanSecond");
    if (parentspan !=null) {
        spanBuilder.asChildOf(parentspan).start();
    }
    Span childSpan = spanBuilder.start();
    Scope scope = tracer.scopeManager().activate(childSpan); // 请求开始执行一次
    // 业务逻辑。 可以执行多次 buildSpan
    childSpan.finish();
    tracer.activeSpan().setTag("methodName", "testCall");
    
    // 请求结束执行一次
    scope.close();
  6. 可选:为了方便排查问题,您可以为某个记录添加一些自定义标签(Tag),例如记录是否发生错误、请求的返回值等。
    tracer.activeSpan().setTag("methodName", "testCall");
  7. 在分布式系统中发送RPC请求时会带上Tracing数据,包括TraceId、ParentSpanId、SpanId、Sampled等。您可以在HTTP请求中使用Extract/Inject方法在HTTP Request Headers上透传数据。总体流程如下:
       Client Span                                                Server Span
    ┌──────────────────┐                                       ┌──────────────────┐
    │                  │                                       │                  │
    │   TraceContext   │           Http Request Headers        │   TraceContext   │
    │ ┌──────────────┐ │          ┌───────────────────┐        │ ┌──────────────┐ │
    │ │ TraceId      │ │          │ X-B3-TraceId      │        │ │ TraceId      │ │
    │ │              │ │          │                   │        │ │              │ │
    │ │ ParentSpanId │ │ Inject   │ X-B3-ParentSpanId │Extract │ │ ParentSpanId │ │
    │ │              ├─┼─────────>│                   ├────────┼>│              │ │
    │ │ SpanId       │ │          │ X-B3-SpanId       │        │ │ SpanId       │ │
    │ │              │ │          │                   │        │ │              │ │
    │ │ Sampled      │ │          │ X-B3-Sampled      │        │ │ Sampled      │ │
    │ └──────────────┘ │          └───────────────────┘        │ └──────────────┘ │
    │                  │                                       │                  │
    └──────────────────┘                                       └──────────────────┘
    1. 在客户端调用Inject方法传入Context信息。

      private void attachTraceInfo(Tracer tracer, Span span, final Request request) {
              tracer.inject(span.context(), Format.Builtin.TEXT_MAP, new TextMap() {
                  @Override
                  public void put(String key, String value) {
                      request.setHeader(key, value);
                  }
                  @Override
                  public Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator() {
                      throw new UnsupportedOperationException("TextMapInjectAdapter should only be used with Tracer.inject()");
                  }
              });
          }
    2. 在服务端调用Extract方法解析Context信息。

      protected Span extractTraceInfo(Request request, Tracer tracer) {
          Tracer.SpanBuilder spanBuilder = tracer.buildSpan("/api/xtrace/test03");
          try {
              SpanContext spanContext = tracer.extract(Format.Builtin.TEXT_MAP, new TextMapExtractAdapter(request.getAttachments()));
              if (spanContext !=null) {
                  spanBuilder.asChildOf(spanContext);
              }
          } catch (Exception e) {
              spanBuilder.withTag("Error", "extract from request fail, error msg:" + e.getMessage());
          }
          return spanBuilder.start();
      }
                                      

通过Spring Cloud组件为Java应用埋点

要通过Jaeger将Java应用数据上报至可观测链路 OpenTelemetry 版控制台,首先需要完成埋点工作。本示例为通过Spring Cloud组件埋点。Spring Cloud提供了下列组件的埋点:

  • @Async, @Scheduled, Executors

  • Feign, HystrixFeign

  • Hystrix

  • JDBC

  • JMS

  • Mongo

  • RabbitMQ

  • Redis

  • RxJava

  • Spring Messaging - 链路消息通过消息通道发送

  • Spring Web (RestControllers, RestTemplates, WebAsyncTask)

  • Standard Logging - 日志被添加至当前Span

  • WebSocket STOMP

  • Zuul

请按照以下步骤通过Spring Cloud组件埋点。

说明

请下载Demo工程,进入springMvcDemo/webmvc4-boot目录,并按照Readme的说明运行程序。

  1. 打开pom.xml,添加Jar包依赖。

    <dependency>
       <groupId>io.opentracing.contrib</groupId>
      <artifactId>opentracing-spring-cloud-starter</artifactId>
      <version>0.5.8</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.jaegertracing</groupId>
      <artifactId>jaeger-client</artifactId>
      <version>1.4.0</version>
    </dependency>
  2. 添加OpenTracing Tracer Bean。

    说明 请将<endpoint>替换成可观测链路 OpenTelemetry 版控制台集群配置 > 接入点信息页面相应客户端和地域的接入点。获取接入点信息的方法,请参见前提条件。
    @Bean
    public io.opentracing.Tracer tracer() {
        io.jaegertracing.Configuration config = new io.jaegertracing.Configuration("springFrontend");
        io.jaegertracing.Configuration.SenderConfiguration sender = new io.jaegertracing.Configuration.SenderConfiguration();
        sender.withEndpoint("<endpoint>");
        config.withSampler(new io.jaegertracing.Configuration.SamplerConfiguration().withType("const").withParam(1));
        config.withReporter(new io.jaegertracing.Configuration.ReporterConfiguration().withSender(sender).withMaxQueueSize(10000));
        return config.getTracer();
    }

通过gRPC组件为Java应用埋点

要通过Jaeger将Java应用数据上报至可观测链路 OpenTelemetry 版控制台,首先需要完成埋点工作。本示例为通过gRPC组件埋点。

请按照以下步骤通过gRPC组件埋点。

说明

请下载Demo工程,进入grpcDemo目录,并按照Readme的说明运行程序。

  1. 打开pom.xml,添加Jar包依赖。

    <dependency>
        <groupId>io.opentracing.contrib</groupId>
        <artifactId>opentracing-grpc</artifactId>
        <version>0.2.3</version>
    </dependency>
  2. 在服务端初始化Tracing对象,创建ServerTracingInterceptor,并添加对Server的拦截。

    import io.opentracing.Tracer;
    
        public class YourServer {
    
            private int port;
            private Server server;
            private final Tracer tracer;
    
            private void start() throws IOException {
                ServerTracingInterceptor tracingInterceptor = new ServerTracingInterceptor(this.tracer);
    
                // If GlobalTracer is used: 
                // ServerTracingInterceptor tracingInterceptor = new ServerTracingInterceptor();
    
                server = ServerBuilder.forPort(port)
                    .addService(tracingInterceptor.intercept(someServiceDef))
                    .build()
                    .start();
            }
        }
  3. 在客户端初始化Tracing对象,创建ClientTracingInterceptor,并添加对Client Channel的拦截。

    import io.opentracing.Tracer;
    
        public class YourClient {
    
            private final ManagedChannel channel;
            private final GreeterGrpc.GreeterBlockingStub blockingStub;
            private final Tracer tracer;
    
            public YourClient(String host, int port) {
    
                channel = ManagedChannelBuilder.forAddress(host, port)
                    .usePlaintext(true)
                    .build();
    
                ClientTracingInterceptor tracingInterceptor = new ClientTracingInterceptor(this.tracer);
    
                // If GlobalTracer is used: 
                // ClientTracingInterceptor tracingInterceptor = new ClientTracingInterceptor();
    
                blockingStub = GreeterGrpc.newBlockingStub(tracingInterceptor.intercept(channel));
            }
        }
                            

常见问题

问:Demo程序执行成功,为什么控制台上没有上报数据?

答:请调试方法io.jaegertracing.thrift.internal.senders.HttpSender.send(Process process, List<Span> spans),并查看上报数据时的返回值。如果报403错误,则表明接入点配置不正确,请检查并修改。