调用链系列一：解读UAVStack中的调用链技术

一周一更，UAVStack又来例行推新啦~~~在上周的推送中，我们介绍了调用链技术中的日志聚合、分布式跟踪及二者的关联运用，相信大家已经对调用链有了基本了解。本周，我们将继续介绍调用链的模型设计与模型时序图，小伙伴们上车啦

在分布式在线服务中，一个请求需要经过多个系统中的多个模块，可能需要多达上百台机器的协作才能完成单次请求。在这种场景下，单靠人力已经无法掌握整个请求中各个阶段的性能开销，更无法快速定位系统中的性能瓶颈。发生故障时，通常需要多个团队合作，查看大量日志才能确定问题。

举个栗子

作为一个在职场摸爬滚打很多年的资深工程师，程序猿小亮面对的系统设计可能是这个样子的：

借助良好的系统设计和编码规范，对于一般有问题的请求处理，小亮能够凭借对多个系统的了解，在翻阅大量日志文件（前提是日志输出也是规范的）后定位到问题。随着用户数量的增加，系统复杂度也越来越高，小亮的大部分时间都花费在团队沟通工作上了。

这时，小亮可能会想，如果有一个 工具 能够把每次请求经过的系统都记录下来，并把每个节点的消耗时间和处理类等信息也抓取出来，那这个世界该多么美好啊。

一个偶然的机会，小亮了解到了UAVStack中的调用链功能，能够在对业务代码没有任何侵入的前提下轻松解决他的难题。下面就让我们一起开启神奇的调用链探索之旅吧。

UAVStack调用链技术栈支持

效果展示

轻型调用链展示详情：

重调用链开启以后请求报文体抓取视图：

具体实现

UAVStack调用链实现分为模型设计、服务端信息收集（轻/重）、方法级信息收集（轻/重）、客户端信息收集（轻/重）、调用链协议设计（轻/重）、调用链上下文传递、调用信息记录及传递、调用数据统计处理等。由于篇幅限制，本期暂时只分享其中的模型设计及实现调用链模型时序图。

在参考现有经验并结合具体业务场景需求的基础上，我们抽象出了如下调用链模型：

调用链元数据：

1. SpanEndpointType：调用类型（Root(“E”),Service(“S”), Client(“C”), Method(“M”)）。

   ☆ Root指本条调用链中的第一个节点，即一条调用链的开始位置，可以是一个服务请求，一次httpclient调用等；

   ☆ Service指当前调用链中非第一个节点且是系统对外提供的服务，如用户登录服务；

   ☆ Client指当前调用链中非第一个节点且是当前系统与外部沟通的一种途径，如httpclient、mongoclient等；

   ☆ Method值当前调用链中非第一个节点且是系统中的一个函数，如日志数出函数等。

2. traceId：调用链唯一标识符。

3. spanId：一条调用链中当前节点的调用顺序（与SpanEndpointType 结合唯一）；spanId采用分层设计，形如1.2.1，既能表示调用顺序同时又能反应所才调用链层级。

4. parentId：一条调用链中当前节点的父调用节点。

调用链绘制规则：

1. 调用者（服务、web）最初调用（无父调用）记为开始节点E，并生成唯一调用链ID，traceID；
2. 系统内应用组件调用（如httpclient，方法调用等），spanId末尾数字加1（若为第一个则末尾加.1）；
3. 系统间调用（如A服务调用B服务），A服务与B服务span信息只有SpanEndpointType不同（分别对应span的两个端）。

举个栗子

用户小明想通过网络获取一些知识，通过网络，他进入了系统O。服务O中部署了服务A和B，A服务使用httpclient与B通讯，B服务先会与 Redis 交互然后和 MySQL 交互，最后系统O将小明感兴趣的内容返回给小明。

在完成此次请求的过程中，UAVStack抽象出如下调用链模型：

1. 小明（下图中的调用方）通过门户访问了A服务，此时调用链生成唯一traceId并将当前节点的SpanEndpointType置为N（第一个节点的意思），spanId置为1（当前调用层中的第一个节点），parentId置为E（没有父节点的意思）；
2. A服务通过httpclient向B服务发起一次http请求，此时调用链元数据如下traceId（沿用父节点id）;1.1（spanId末尾加.1,因为为第一次调用）;1（parentId父节点的spanId）;C（调用类型记录为C客户端调用）；
3. B服务接收到来自于A服务通过httpclient的调用，此时调用链元数据如下traceId（沿用初始调用时id）;1.1（spanId沿用传递过来的spanId）;1（parentId沿用传递过来的parentId）;S（调用类型记录为S服务端处理请求）；
4. B服务先查询Redis，此时调用链元数据如下traceId（沿用初始调用时id）;1.1.1（spanId末尾加.1,因为为第一次调用）;1.1（parentId父节点的spanId）;C（调用类型记录为C客户端调用）；
5. B服务又发起对MySQL的查询，此时调用链元数据如下traceId（沿用初始调用时id）;1.1.2（spanId末尾数字加1，因为为非第一次调用）;1.1（parentId父节点的spanId）;C（调用类型记录为C客户端调用）；
6. 处理结束，调用链记录下了整个过程中的调用信息。

1. UAVServer ：中间件增强框架，提供在中间件的不同生命周期进行劫持的能力，即中间件劫持技术，如tomcat webcontainer启动开始时刻等；
2. JEEServiceRunGlobalFilterHandler ：借助中间件劫持技术延伸出的全局filter，能够拦截所有经过中间件（tomcat等）的请求；
3. ServiceSpanInvokeChainHandler ：调用链中专注处理归为Service类型节点的handler； ClientSpanInvokeChainHandler：调用链中专注处理归为Client类型节点的handler；
4. XXAdapter ：泛指调用链中所有的adapter，提供在handler（分为Service、Client、Method三种handler，图中省略了Method类型）执行动作before和after时刻操作数据的能力。

如此，在对用户代码无任何”侵入”的前提下便完成了调用链的生成，生成过程大致如下：

1. 在JEEServiceRunGlobalFilterHandler的doRepuest中包装解析请求；
2. xxAdapter中的before对数据进行适配；
3. xxHandler处理对应范围内（Service、Client和Method）内请求数据；
4. xxAdapter中的after对数据进行整理或记录；
5. 在JEEServiceRunGlobalFilterHandler的doResponse中返回处理过后请求。

本文的主要目的是让大家初步了解一条调用链绘制的大致生命周期，具体实现将在下期分享中详细介绍，欢迎大家继续关注码完代码还要辛苦码字的技术小哥哥~~~

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开源地址

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