在多语言的分布式系统中如何传递 Trace 信息

在解决这个问题之前想要搞清楚 Trace 是如何跨语言以及跨应用传递的。其实也可以类比为在分布式系统中如何传递上下文；既然要传递数据那就涉及到系统之间的调用，也就是我们常说的 RPC（remote procedure call)。

背景

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前段时间有朋友问我关于spring cloud的应用在调用到 Go 的 API 之后出现 Trace 没有串联起来的问题。

完整的调用流程如下：

┌──────┐ │Client│ └┬─────┘ ┌▽──────────────────┐│SpringCloud GateWay│└┬──────────────────┘┌▽──────────────┐ │SpringBoot(app)│ └┬──────────────┘ ┌▽──────────┐ │Feign(http)│ └┬──────────┘ ┌▽─────┐ │Go Gin│ └──────┘

根因

在解决这个问题之前想要搞清楚 Trace 是如何跨语言以及跨应用传递的。

其实也可以类比为在分布式系统中如何传递上下文；既然要传递数据那就涉及到系统之间的调用，也就是我们常说的RPC（remote procedure call)。

提到 PRC 我们常见的一般有两种协议：

• 基于 HTTP 协议，简单易读，兼容性好

• 基于 TCP 的私有协议，高效性能更佳

基于 TCP 私有协议的又诞生出许多流行的框架，比如：

• Dubbo

• Thrift

• gRPC(基于 HTTP2,严格来说不算私有协议)

• 基于 MQ 实现的 RPC（生产消费者模式，本质上这些 MQ 都是私有协议，比如 RocketMQ、Pulsar 等）

但我们需要在 RPC 调用的过程中在上下文里包含 Trace 时，通常都是将 TraceId 作为元数据进行传递。

对于 HTTP 来说就是 header、而其余的私有 TCP 协议通常也会提供一个元数据的结构用于存放一些非业务数据。

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比如在 OpenTelemetry-Go 的 sdk 中，会在一次 RPC 中对 Trace 数据进行埋点。

最终也是使用metadata metadata.MD来获取上下文。

在 Pulsar 中是将 TraceId 存放在 properties 中，也相当于是元数据。

┌──────┐│Client│└┬─────┘┌▽─────┐│Pulsar│└┬─────┘┌▽───┐ │gRPC│ └────┘

func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) { defer apiCounter.Add(ctx, 1) md, _ := metadata.FromIncomingContext(ctx) log.Printf("Received: %v, md: %v", in.GetName(), md) name, _ := os.Hostname() span := trace.SpanFromContext(ctx) span.SetAttributes(attribute.String("request.name", in.Name)) s.span(ctx) return &pb.HelloReply{Message: fmt.Sprintf("hostname:%s, in:%s, md:%v", name, in.Name, md)}, nil }

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在这样一次调用中如果我们将Pulsar的properties和gRPCmeta 打印出来将会看到TraceID是如何进行传递的。

解决

回到这个问题本身，Trace在 Gin Server 端没有关联起来，明显就是 Gin 没有接收到上游的 TraceId，导致它认为是新的一次调用，从而会创建一个 Trace。

解决起来也很容易，只需要在启动 Gin 的时候传入一个 OTEL 提供的拦截器，在这个拦截器中 OTEL 的 sdk 会自动从 HTTP header 里解析出 TraceId 然后塞入到当前的 context 中，这样两个进程的 Trace 就可以关联起来了。

相关代码如下：

r := gin.New() r.Use(otelgin.Middleware("my-server"))

由于 Go 没有提供类似于 Java 的 javaagent 扩展，这类原本可以全自动打桩的代码都需要硬编码实现。

在这个otelgin实现的Middleware里会使用 HTTP header 来传输 context。

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本质上是操作 HTTP header 查询和写入 Trace

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会首先获取上游的 TraceID，这里的traceparentHeader也就是我们刚才看到的traceparent。

如果获取到了就会解析里面的TraceID，并生成当前的Context，这样这个 context 就会一直往后传递了。

流程与上文提到 gRPC 类似。

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这是目前 otel-go-sdk 支持的自动打桩框架[1]，目前看来还不太多，但常用的也都支持了。

总结

如何跨进程调的 Trace 信息都是通过网络传递的，只是对于不同的协议传输的细节也各不相同，但原理都是类似的。

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关键就是上面这两张图，进程 1 在调用进程 2 的时候将信息写入进去，进程 2 在收到请求的时候解析出 Trace，这两个步骤缺一不可。#Blog

引用链接

[1]自动打桩框架:https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-go-contrib/tree/main/instrumentation