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一、什么是Tracing？
微服务的特点决定了功能模块的部署是分布式的，以往在单应用环境下，所有的业务都在同一个服务器上，如果服务器出现错误和异常，我们只要盯住一个点，就可以快速定位和处理问题，但是在微服务的架构下，大部分功能模块都是单独部署运行的，彼此通过总线交互，都是无状态的服务，这种架构下，前后台的业务流会经过很多个微服务的处理和传递，我们会面临以下问题：
- 分散在各个服务器上的日志怎么处理？
- 如果业务流出现了错误和异常，如何定位是哪个点出的问题？
- 如何快速定位问题？
- 如何跟踪业务流的处理顺序和结果？
以前在单应用下的日志监控很简单，在微服务架构下却成为了一个大问题，如果无法跟踪业务流，无法定位问题，我们将耗费大量的时间来查找和定位问题，在复杂的微服务交互关系中，我们就会非常被动。因此，我们需要对其进行追踪，而这个时候Google公司广泛使用了分布式集群，为了应对自身大规模的复杂集群环境，Google公司研发了Dapper分布式跟踪系统，并发表了论文《Dapper, a Large-Scale Distributed Systems Tracing Infrastructure》，给行业内分布式跟踪的实现提供了非常有价值的参考，该论文也成为了当前分布式跟踪系统的理论基础。
对于基础理论，这里涉及到OpenTracing，推荐看看吴晟的翻译的《OpenTracing文档中文版》。
二、Butterfly的基本使用
2.1 Butterfly简介
Butterfly是一个使用Open Tracing规范来设计追踪数据的开源追踪组件，作者Lemon，也是AspectCore的作者。目前Ocelot已集成Butterfly，我们只需要做很少的配置即可对经过网关的所有API服务进行Tracing。不过，貌似Lemon已不打算继续维护Butterfly而是推荐使用Apache SkyWalking来做生产环境的分布式追踪，同时他也加入了SkyWalking团队共同进行SkyWalking在多语言生态的推动。不过，就学习而言，Butterfly是比较适合学习来了解分布式追踪是个神马玩意儿的，这里呢我暂时不再去学习ApacheSkyWalking了（因为我的目标是了解整个流程，做POC而不是能上生产环境的产品）。
这里是SkyWalking-netcore的GitHub地址：https://github.com/OpenSkywalking/skywalking-netcore
2.2 Butterfly的安装与配置
Step1.下载最新的release,目前是preview-0.0.8
Step2.解压并通过命令启动：dotnet Butterfly.Web.dll --EnableHttpCollector=true
Step3.通过默认地址和端口进行查看，如下图所示：（这里没有任何trace，因为还没有任何请求）
三、结合Ocelot的一个Tracing实例
3.1 Ocelot的配置
刚刚说到Ocelot已内集成了Butterfly，所以我们只需要做以下两个配置：
（1）配置文件配置UseTracing
"ReRoutes": [
// API01:CAS.ClientService
// --> service part
{
......
"HttpHandlerOptions": {
"UseTracing": true // use butterfly to tracing request chain
},
......
},
// API02:CAS.ProductService
// --> service part
{
......
"HttpHandlerOptions": {
"UseTracing": true // use butterfly to tracing request chain
},
......
}（2）StartUp类中启用OpenTracing
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
// Ocelot
services.AddOcelot(Configuration)
.AddOpenTracing(option =>
{
option.CollectorUrl = Configuration["TracingCenter:Uri"];
option.Service = Configuration["TracingCenter:Name"];
});
......
}json配置文件了配置了Butterfly的Url地址及其显示名：
"TracingCenter": {
"Uri": "http://192.168.80.1:9618", // Tracing Center Address
"Name": "API Gateway" // Display Name
}3.2 案例结构与配置
这里我们模拟一个ASP.NET Core MVC Web应用程序中要请求一个ClientService的某个接口，而这个接口又依赖于ProductService的一个接口的返回结果，因此这个请求的请求顺序就如上图所示（标有序号），流程很简单，下面我们就来一一为MVC WebApp、ClientService和ProductService进行Butterfly的配置。
这里我们通过介绍MvcApp的配置（事先创建一个ASP.NET Core MVC应用程序）来说明如何安装和配置Buttefly，至于ClientService和ProductService和MvcApp的安装配置步骤一样，就不再赘述。
（1）NuGet安装Butterfly Client
NuGet>Install-Package Butterfly.Client.AspNetCore
*.这里建议安装0.0.7版本，0.0.8版本测试时始终无法获取请求。
（2）注册Butterfly
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddMvc();
// Tracing - Butterfly
services.AddButterfly(option =>
{
option.CollectorUrl = Configuration["TracingCenter:Uri"];
option.Service = Configuration["TracingCenter:Name"];
});
services.AddSingleton<HttpClient>(p => new HttpClient(p.GetService<HttpTracingHandler>()));
}这里一起注入了加入了HttpTracingHandler的HttpClient，用来在Controller中调用其他服务接口。
（3）修改Controller中的Action，使其调用ClientService的一个接口：
public class HomeController : Controller
{
private string gatewayUri;
public HomeController(IConfiguration configuration)
{
gatewayUri = $"http://{configuration["Gateway:IP"]}:{configuration["Gateway:Port"]}";
}
......
public IActionResult About([FromServices]HttpClient httpClient)
{
var requestResult = httpClient.GetStreamAsync($"{gatewayUri}/api/clientservice/trace").GetAwaiter().GetResult();
ViewData["Message"] = $"Your request data result : {requestResult}";
return View();
}
......
}（4）在ClientService中，调用ProductService的一个接口：
[Route("api/Trace")]
public class TraceController : Controller
{
private string gatewayUri;
public TraceController(IConfiguration configuration)
{
gatewayUri = $"http://{configuration["Gateway:IP"]}:{configuration["Gateway:Port"]}";
}
[HttpGet]
public string Get([FromServices]HttpClient httpClient)
{
var result = httpClient.GetStringAsync($"{gatewayUri}/api/productservice/values").GetAwaiter().GetResult();
return $"ProductService AccessTime: {DateTime.Now.ToString()}, Result: {result}";
}
}（5）在ProductService中，提供这样的一个接口，返回一些测试字符串
[Route("api/[controller]")]
public class ValuesController : Controller
{
// GET api/values
[HttpGet]
public IEnumerable<string> Get()
{
return new string[] { "ProductService-value1", "ProductService-value2" };
}
......
}3.3 简单测试
（1）浏览器中访问MvcWebApp的About页面
（2）在Butterfly Web页面查看Trace
上图我们可以看到总花费时间，经历了哪些节点等信息。
上图我们可以看出调用的顺序，依次经历哪些节点，花费时间，占比等等。
（3）在Butterfly Web页面查看Dependencies
上图我们可以直观地看出这个请求的处理流程（MvcApp->API Gateway->ClientService->API Gateway->ProductService），经过了哪些节点，像API Gateway和ClientService就有一个双向连接，代表各自请求对方。
四、小结
本篇首先介绍了一下追踪（Tracing）的背景以及基本概念，然后介绍了一下一个开源的分布式追踪组件Butterfly，由于Ocelot已经集成了Butterfly，所以我们可以很方便地在Ocelot中使用Butterfly进行追踪。最后，通过一个具体的小实例，介绍了如何在ASP.NET Core微服务环境中如何使用Ocelot+Butterfly进行请求的追踪。不过，Butterfly的作者Lemon已不打算继续维护Butterfly而是推荐使用Apache SkyWalking来做生产环境的分布式追踪，同时他也加入了SkyWalking团队共同进行SkyWalking在多语言生态的推动。所以，学习环境下，可以拿Butterfly了解一下分布式追踪的意义，但是要上实际环境，可以考虑用以下SkyWalking。后续，有机会的话，我也会用SkyWalking来替代Butterfly做追踪，到时有机会也分享一下。
示例代码
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参考资料
作者不详，《微服务架构下，如何实现分布式跟踪？》
吴晟，《OpenTracing文档中文版》
桂素伟，《Ocelot中使用Butterfly实践》
张善友，《Ocelot集成Butterfly实现分布式追踪》
Butterfly Github：https://github.com/liuhaoyang/butterfly => 作者Lemon，也是AspectCore的作者
