關於Metrics和Tracing介紹

前言

Metrics和Tracing屬於開箱即用的一套API，其目的是為了監控、跟蹤程序調用。本身使用起來很簡單，但希望通過這篇文章，讓使用者能明白其工作原理和更好的使用。

Metrics、Tracing和Logging

logging應該是我們最熟悉的一個組成，其目的是在於記錄程序運行的狀態，便於我們Debug。

我們可以在日志中記錄例如 API被調用的次數。
但對於觀測者非常不方便，因為我們需要在大量的日志中去尋找這個值，而且如果我們想對這些值進行采集，則需要去解析日志，而對於不同的人寫的程序來說，日志輸出的格式都是不同的，這就導致了重復且無意義的工作，這時Metrics和Tracing便應運而生。

Metrics

Metrics即度量指標。其原理是，將要監測的值記錄在特定的全局變量中，然后通過HTTP的形式向外提供查詢這些指標的接口，即Exporter。Prometheus會通過Exporter拉取這些數據，並存放在時序數據庫中，可通過PromQL進行查詢。

View

View定義了Metrics展示的形式，例如 某一metrics在代碼中最近的值（LastValue）、某一metrics的值在某一范圍的分布（Distribution）

Exporter

Exporter即View向外展示的一個httpHandler。

opencensus使用步驟

// 1.定義Metrics
var MCounter = stats.Int64("api/counter", "The counter of request", "by")


// 2.定義View視圖
MCountView = &view.View{
		Name:        "api/counter",
		Measure:     MCounter,
		Description: "The counter of request",
		Aggregation: view.Count(),
}

// 3.注冊View試圖
view.Register(MCountView)

// 4.開啟http端口
pe, err := prometheus.NewExporter(prometheus.Options{
		Namespace: "ocmetricstutorial",
})
mux := http.NewServeMux()
mux.Handle("/metrics", pe)
if err := http.ListenAndServe(":8888", mux); err != nil {
	log.Fatalf("Failed to run Prometheus scrape endpoint: %v", err)
}

官方文檔-快速上手(強烈建議按文檔操作一遍）

https://opencensus.io/quickstart/go/metrics/

Tracing

Tracing即鏈路跟蹤。其目的是在分布式系統中，完成一個用戶請求可能需要多個子系統之間的相互調用，而子系統為了實現高可用都會有多個節點，導致排查問題非常困難。Tracing相對於Metrics來說，實現會更復雜，我們先了解一些概念。

Trace

Trace表示一個調用鏈路，由全局唯一的TraceID標識。Trace由Span組成。

Span

Span（一般）表示一個函數調用，由全局唯一的SpanID標識。Span組成的Trace實際上是一顆樹結構，除了根Span外，每個Span都會有一個父Span。

Context

Context表示Tracing的上下文，用於生成Trace和Span。當我們使用sdk生成一個span時需要傳入ctx，如果ctx中不存在trace和span的相關信息，則會生成trace和一個根span，並記錄在ctx中。如果ctx中已經存在了trace和span的相關信息，則生成的span會指向這個父span，通過在代碼中傳遞ctx來實現span的生成。

在進程間的rpc通信，需要將ctx序列化后，例如作為http的請求頭參數進行傳遞。

Opentelemetry + Jaeger使用步驟總結

// 1.通過ctx生成span
_, span := otel.Tracer(name).Start(ctx, "Poll")
defer span.End()


// 2.生成JaegerExporter
exp, err := jaeger.New(jaeger.WithCollectorEndpoint(jaeger.WithEndpoint(url)))


// 3.生成Provider
tp := tracesdk.NewTracerProvider(
	// Always be sure to batch in production.
	tracesdk.WithBatcher(exp),
	// Record information about this application in an Resource.
	tracesdk.WithResource(resource.NewWithAttributes(
		semconv.SchemaURL,
		semconv.ServiceNameKey.String(service),
		attribute.Int64("ID", id),
	)),
)	

官方文檔-快速上手(強烈建議按文檔操作一遍）

https://opentelemetry.io/docs/go/getting-started/

名詞概念

Prometheus

采集並存儲各類Exporter數據的服務，采用pull模型。

Zabbix

采集並存儲各類Exporter數據的服務，采用push模型。

Opencensus

metrics實現的第三方庫

Opentracing

tracing實現的第三方庫，已暫停維護，合並入Opentelemetry

Opentelemetry

谷歌定義的一套tracing、metrics標准和第三方庫，合並了opencensus和opentracing。

由於其中metrics版本尚未穩定，所以londobell中仍然使用opencensus。

Jaeger

Uber對tracing數據采集的服務，符合Opentelemetry的定義標准。

Opentelemetry-Collector

官方對tracing數據采集的服務，符合Opentelemetry的定義標准。