OpenTelemetry

分布式链路跟踪（ Distributed Tracing ）的概念最早是由Google提出来的，发展至今技术已经比较成熟，也是有一些协议标准可以参考。目前在Tracing技术这块比较有影响力的是两大开源技术框架：Netflix公司开源的OpenTracing和Google开源的OpenCensus。两大框架都拥有比较高的开发者群体。为形成统一的技术标准，两大框架最终磨合成立了OpenTelemetry项目，简称otel。具体可以参考：

1. OpenTracing介绍
2. OpenTelemetry介绍

因此，我们的Tracing技术方案以OpenTelemetry为实施标准，协议标准的一些Golang实现开源项目：

1. https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-go
2. https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-go-contrib

其他第三方的框架和系统（如Jaeger/Prometheus/Grafana等）也会按照标准化的规范来对接OpenTelemetry，使得系统的开发和维护成本大大降低。

重要概念

我们先看看OpenTelemetry的架构图，我们这里不会完整介绍，只会介绍其中大家常用的几个概念。关于OpenTelemetry的内部技术架构设计介绍，可以参考 OpenTelemetry架构 ，关于语义约定请参考：https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-specification/blob/main/specification/trace/api.md

TracerProvider

主要负责创建Tracer，一般是需要第三方的分布式链路跟踪管理平台提供具体的实现。默认情况是一个空的TracerProvider (NoopTracerProvider)，虽然也能创建Tracer但是内部其实不会执行具体的数据流传输逻辑。

Tracer

Tracer表示一次完整的追踪链路，tracer由一个或多个span组成。下图示例表示了一个由8个span组成的tracer:

        [Span A]  ←←←(the root span)
            |
     +------+------+
     |             |
 [Span B]      [Span C] ←←←(Span C is a `ChildOf` Span A)
     |             |
 [Span D]      +---+-------+
               |           |
           [Span E]    [Span F] >>> [Span G] >>> [Span H]
                                       ↑
                                       ↑
                                       ↑
                         (Span G `FollowsFrom` Span F)

时间轴的展现方式会更容易理解：

––|–––––––|–––––––|–––––––|–––––––|–––––––|–––––––|–––––––|–> time

 [Span A···················································]
   [Span B··············································]
      [Span D··········································]
    [Span C········································]
         [Span E·······]        [Span F··] [Span G··] [Span H··]

我们通常通过以下方式创建一个Tracer：

gtrace.NewTracer(tracerName)

Span

Span是一条追踪链路中的基本组成要素，一个span表示一个独立的工作单元，比如可以表示一次函数调用，一次http请求等等。span会记录如下基本要素:

• 服务名称（operation name）
• 服务的开始时间和结束时间
• K/V形式的Tags
• K/V形式的Logs
• SpanContext

Span是这么多对象中使用频率最高的，因此创建Span也非常简便，例如：

gtrace.NewSpan(ctx, spanName, opts...)

Attributes

Attributes以K/V键值对的形式保存用户自定义标签，主要用于链路追踪结果的查询过滤。例如：  http.method="GET",http.status_code=200。其中key值必须为字符串，value必须是字符串，布尔型或者数值型。  span中的Attributes仅自己可见，不会随着  SpanContext传递给后续span。 设置Attributes方式例如：

span.SetAttributes(
	label.String("http.remote", conn.RemoteAddr().String()),
	label.String("http.local", conn.LocalAddr().String()),
)

Events

Events与Attributes类似，也是K/V键值对形式。与Attributes不同的是，Events还会记录写入Events的时间，因此Events主要用于记录某些事件发生的时间。Events的key值同样必须为字符串，但对value类型则没有限制。例如：

span.AddEvent("http.request", trace.WithAttributes(
	label.Any("http.request.header", headers),
	label.Any("http.request.baggage", gtrace.GetBaggageMap(ctx)),
	label.String("http.request.body", bodyContent),
))

SpanContext

SpanContext携带着一些用于跨服务通信的（跨进程）数据，主要包含：

• 足够在系统中标识该span的信息，比如：span_id, trace_id。
• Baggage - 为整条追踪连保存跨服务（跨进程）的K/V格式的用户自定义数据。Baggage 与 Attributes 类似，也是 K/V 键值对。与 Attributes 不同的是：

• • 其key跟value都只能是字符串格式
  • Baggage不仅当前span可见，其会随着SpanContext传递给后续所有的子span。要小心谨慎的使用Baggage - 因为在所有的span中传递这些K,V会带来不小的网络和CPU开销。

Propagator

Propagator传播器用于端对端的数据编码/解码，例如：Client到Server端的数据传输，TraceId、SpanId和Baggage也是需要通过传播器来管理数据传输。业务端开发者往往对Propagator无感知，只有中间件/拦截器的开发者需要知道它的作用。OpenTelemetry的标准协议实现库提供了常用的TextMapPropagator，用于常见的文本数据端到端传输。此外，为保证TextMapPropagator中的传输数据兼容性，不应当带有特殊字符，具体请参考：https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-specification/blob/main/specification/context/api-propagators.md

GoFrame框架通过gtrace模块使用了以下传播器对象，并全局设置到了OpenTelemetry中：

// defaultTextMapPropagator is the default propagator for context propagation between peers.
defaultTextMapPropagator = propagation.NewCompositeTextMapPropagator(
	propagation.TraceContext{},
	propagation.Baggage{},
)

支持组件

包括但不限于以下核心组件：

参考资料

• https://opentracing.io
• https://opencensus.io
• https://opentelemetry.io
• https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-specification/tree/main/specification