分布式追踪基础

欢迎来到第 8 章的学习。在前面的章节中，我们学习了 Prometheus（指标）、Loki（日志），现在我们要学习分布式追踪（Traces），这是可观察性的第三大支柱。

本节将学习：什么是分布式追踪？Trace 和 Span 是什么？为什么需要分布式追踪？

什么是分布式追踪

分布式追踪是什么？ 分布式追踪是一种监控技术，用于跟踪请求在分布式系统中的完整路径。

它有什么特点呢？

• 跟踪请求的完整路径。 从用户请求开始，到所有服务调用，再到响应返回。整个路径都被记录下来。
• 记录每个服务的处理时间。 每个服务处理请求的时间都被记录。这样你可以看到哪个服务最慢。
• 识别性能瓶颈。 通过查看每个服务的耗时，可以快速识别性能瓶颈。
• 诊断故障根因。 当请求失败时，可以看到失败发生在哪个服务。

追踪示例： 用户请求

GET /api/orders/12345

追踪价值： 可视化请求路径、识别性能瓶颈、快速定位故障、优化系统性能。这些都是分布式追踪的价值。

这就是分布式追踪。它让我们能够看到请求在分布式系统中的完整路径。

Trace 和 Span 概念

Trace 是什么？ Trace（追踪）代表一个完整的请求处理过程。

Trace 有什么特点呢？

• 包含多个 Span。 一个 Trace 包含多个 Span，每个 Span 代表一个服务调用。
• 有唯一的 Trace ID。 每个 Trace 都有一个唯一的 Trace ID，用于标识这个请求。
• 记录请求的完整路径。 从请求开始到响应返回，整个路径都被记录。
• 包含开始和结束时间。 Trace 记录了请求的开始时间和结束时间。

Span 是什么？ Span（跨度）代表一个服务调用或操作。

Span 有什么特点呢？

• 属于某个 Trace。 每个 Span 都属于某个 Trace。
• 有唯一的 Span ID。 每个 Span 都有一个唯一的 Span ID，用于标识这个操作。
• 有父 Span 和子 Span。 Span 可以嵌套，形成父子关系。比如 Order Service 调用 Database，Order Service 是父 Span，Database 是子 Span。
• 包含操作名称、时间、属性。 Span 包含操作名称、处理时间、标签等属性。

Trace 和 Span 关系： Trace 是容器，包含多个 Span。Span 是操作记录，属于某个 Trace。Span 可以嵌套，形成层级关系。

这就是 Trace 和 Span 的概念。理解这两个概念，是学习分布式追踪的基础。

为什么需要分布式追踪

分布式系统有什么挑战呢？

第一个挑战：服务调用链复杂。 多个服务相互调用，调用路径难以追踪，故障定位困难。你很难知道请求经过了哪些服务。

第二个挑战：性能问题难以诊断。 不知道哪个服务慢，无法识别性能瓶颈，优化方向不明确。用户说慢，但你不知道哪里慢。

第三个挑战：故障排查困难。 错误发生在哪个服务？错误传播路径是什么？如何快速定位根因？这些都是问题。

分布式追踪有什么价值呢？

第一个价值：可视化请求路径。 看到请求经过的所有服务，理解服务间的调用关系，识别关键路径。

第二个价值：识别性能瓶颈。 看到每个服务的耗时，快速定位慢服务，优化方向明确。

第三个价值：快速故障诊断。 看到错误发生在哪个服务，理解错误传播路径，快速定位根因。

第四个价值：优化系统性能。 基于数据优化，验证优化效果，持续改进。

价值对比： 无追踪是黑盒系统，不知道发生了什么。有追踪是透明系统，完全可见。

这就是为什么需要分布式追踪。分布式追踪让系统变得透明，让我们能够理解和优化系统。

本节小结

在本节中，我们学习了分布式追踪基础：

第一个是分布式追踪。 跟踪请求在分布式系统中的完整路径。记录每个服务的处理时间，识别性能瓶颈，诊断故障根因。

第二个是 Trace 和 Span。 Trace 代表完整的请求处理过程，包含多个 Span。Span 代表一个服务调用或操作，可以嵌套形成层级关系。

第三个是为什么需要分布式追踪。 可视化请求路径、识别性能瓶颈、快速故障诊断、优化系统性能。

分布式追踪总结： 分布式追踪包括追踪请求路径（完整路径）、记录服务时间（每个服务的耗时）、识别性能瓶颈（慢服务）、诊断故障根因（错误位置）。这些功能组合在一起，构成了强大的分布式追踪能力。

这就是分布式追踪基础。理解这些基础概念，是学习分布式追踪的关键。

在下一节，我们将学习 Grafana Tempo 简介。学习 Tempo 的架构和机制。