版本号: 1.1
这是正式的OpenTracing语义标准。OpenTracing是一个跨编程语言的标准,此文档会避免具有语言特性的概念。比如,我们在文档中使用"interface",因为所有的语言都包含"interface"这种概念。
OpenTracing标准使用Major.Minor
版本命名策略(即:大版本.小版本),但不包含.Patch
版本(即:补丁版本)。如果标准做出不向前兼容的改变,则使用“主版本”号提升。如果是向前兼容的改进,则进行小版本号提升,例如加入新的标准tag, log和SpanContext引用类型。(如果你想知道更多关于制定此版本政策的原因,可参考specification#2)
OpenTracing中的Trace(调用链)通过归属于此调用链的Span来隐性的定义。 特别说明,一条Trace(调用链)可以被认为是一个由多个Span组成的有向无环图(DAG图), Span与Span的关系被命名为References。
译者注: Span,可以被翻译为跨度,可以被理解为一次方法调用, 一个程序块的调用, 或者一次RPC/数据库访问.只要是一个具有完整时间周期的程序访问,都可以被认为是一个span.在此译本中,为了便于理解,Span和其他标准内声明的词汇,全部不做名词翻译。
例如:下面的示例Trace就是由8个Span组成:
单个Trace中,span间的因果关系
[Span A] ←←←(the root span)
|
+------+------+
| |
[Span B] [Span C] ←←←(Span C 是 Span A 的孩子节点, ChildOf)
| |
[Span D] +---+-------+
| |
[Span E] [Span F] >>> [Span G] >>> [Span H]
↑
↑
↑
(Span G 在 Span F 后被调用, FollowsFrom)
有些时候,使用下面这种,基于时间轴的时序图可以更好的展现Trace(调用链):
单个Trace中,span间的时间关系
––|–––––––|–––––––|–––––––|–––––––|–––––––|–––––––|–––––––|–> time
[Span A···················································]
[Span B··············································]
[Span D··········································]
[Span C········································]
[Span E·······] [Span F··] [Span G··] [Span H··]
每个Span包含以下的状态:(译者注:由于这些状态会反映在OpenTracing API中,所以会保留部分英文说明)
- An operation name,操作名称
- A start timestamp,起始时间
- A finish timestamp,结束时间
- Span Tag,一组键值对构成的Span标签集合。键值对中,键必须为string,值可以是字符串,布尔,或者数字类型。
- Span Log,一组span的日志集合。 每次log操作包含一个键值对,以及一个时间戳。 键值对中,键必须为string,值可以是任意类型。 但是需要注意,不是所有的支持OpenTracing的Tracer,都需要支持所有的值类型。
- SpanContext,Span上下文对象 (下面会详细说明)
- References(Span间关系),相关的零个或者多个Span(Span间通过SpanContext建立这种关系)
每一个SpanContext包含以下状态:
- 任何一个OpenTracing的实现,都需要将当前调用链的状态(例如:trace和span的id),依赖一个独特的Span去跨进程边界传输
- Baggage Items,Trace的随行数据,是一个键值对集合,它存在于trace中,也需要跨进程边界传输
一个Span可以与一个或者多个SpanContexts存在因果关系。OpenTracing目前定义了两种关系:ChildOf
(父子) 和 FollowsFrom
(跟随)。这两种关系明确的给出了两个父子关系的Span的因果模型。 将来,OpenTracing可能提供非因果关系的span间关系。(例如:span被批量处理,span被阻塞在同一个队列中,等等)。
ChildOf
引用: 一个span可能是一个父级span的孩子,即"ChildOf"关系。在"ChildOf"引用关系下,父级span某种程度上取决于子span。下面这些情况会构成"ChildOf"关系:
- 一个RPC调用的服务端的span,和RPC服务客户端的span构成ChildOf关系
- 一个sql insert操作的span,和ORM的save方法的span构成ChildOf关系
- 很多span可以并行工作(或者分布式工作)都可能是一个父级的span的子项,他会合并所有子span的执行结果,并在指定期限内返回
下面都是合理的表述一个"ChildOf"关系的父子节点关系的时序图。
[-Parent Span---------]
[-Child Span----]
[-Parent Span--------------]
[-Child Span A----]
[-Child Span B----]
[-Child Span C----]
[-Child Span D---------------]
[-Child Span E----]
FollowsFrom
引用: 一些父级节点不以任何方式依赖他们子节点的执行结果,这种情况下,我们说这些子span和父span之间是"FollowsFrom"的因果关系。"FollowsFrom"关系可以被分为很多不同的子类型,未来版本的OpenTracing中将正式的区分这些类型
下面都是合理的表述一个"FollowFrom"关系的父子节点关系的时序图。
[-Parent Span-] [-Child Span-]
[-Parent Span--]
[-Child Span-]
[-Parent Span-]
[-Child Span-]
OpenTracing标准中有三个重要的相互关联的类型,分别是Tracer
, Span
和 SpanContext
。下面,我们分别描述每种类型的行为,一般来说,每个行为都会在各语言实现层面上,会演变成一个方法,而实际上由于方法重载,很可能演变成一系列相似的方法。
当我们讨论“可选”参数时,需要强调的是,不同的语言针对可选参数有不同理解,概念和实现方式 。例如,在Go中,我们习惯使用"functional Options",而在Java中,我们可能使用builder模式。
Tracer
接口用来创建Span
,以及处理如何处理Inject
(serialize) 和 Extract
(deserialize),用于跨进程边界传递。它具有如下官方能力:
必填参数
- operation name, 操作名, 一个具有可读性的字符串,代表这个span所做的工作(例如:RPC方法名,方法名,或者一个大型计算中的某个阶段或子任务)。操作名应该是一个抽象、通用,明确、具有统计意义的名称。因此,
"get_user"
作为操作名,比"get_user/314159"
更好。
例如,假设一个获取账户信息的span会有如下可能的名称:
操作名 | 指导意见 |
---|---|
get |
太抽象 |
get_account/792 |
太明确 |
get_account |
正确的操作名,关于account_id=792 的信息应该使用Tag操作 |
可选参数
- 零个或者多个关联(references)的
SpanContext
,如果可能,同时快速指定关系类型,ChildOf
还是FollowsFrom
。 - 一个可选的显性传递的开始时间;如果忽略,当前时间被用作开始时间。
- 零个或者多个tag。
返回值,返回一个已经启动Span
实例(已启动,但未结束。译者注:英语上started和finished理解容易混淆)
必填参数
SpanContext
实例- format(格式化)描述,一般会是一个字符串常量,但不做强制要求。通过此描述,通知
Tracer
实现,如何对SpanContext
进行编码放入到carrier中。 - carrier,根据format确定。
Tracer
实现根据format声明的格式,将SpanContext
序列化到carrier对象中。
必填参数
- format(格式化)描述,一般会是一个字符串常量,但不做强制要求。通过此描述,通知
Tracer
实现,如何从carrier中解码SpanContext
。 - carrier,根据format确定。
Tracer
实现根据format声明的格式,从carrier中解码SpanContext
。
返回值,返回一个SpanContext
实例,可以使用这个SpanContext
实例,通过Tracer
创建新的Span
。
Inject(注入)和Extract(提取)依赖于可扩展的format参数。format参数规定了另一个参数"carrier"的类型,同时约束了"carrier"中SpanContext
是如何编码的。所有的Tracer实现,都必须支持下面的format。
- Text Map: 基于字符串:字符串的map,对于key和value不约束字符集。
- HTTP Headers: 适合作为HTTP头信息的,基于字符串:字符串的map。(RFC 7230.在工程实践中,如何处理HTTP头具有多样性,强烈建议tracer的使用者谨慎使用HTTP头的键值空间和转义符)
- Binary: 一个简单的二进制大对象,记录
SpanContext
的信息。
当Span
结束后(span.finish()
),除了通过Span
获取SpanContext
外,下列其他所有方法都不允许被调用。
不需要任何参数。
返回值,Span
构建时传入的SpanContext
。这个返回值在Span
结束后(span.finish()
),依然可以使用。
必填参数
- 新的操作名operation name,覆盖构建
Span
时,传入的操作名。
可选参数
- 一个明确的完成时间;如果省略此参数,使用当前时间作为完成时间。
必填参数
- tag key,必须是string类型
- tag value,类型为字符串,布尔或者数字
注意,OpenTracing标准包含**"standard tags,标准Tag"**,此文档中定义了Tag的标准含义。
必填参数
- 一个或者多个键值对,其中键必须是字符串类型,值可以是任意类型。某些OpenTracing实现,可能支持更多的log值类型。
可选参数
- 一个明确的时间戳。如果指定时间戳,那么它必须在span的开始和结束时间之内。
注意,OpenTracing标准包含**"standard log keys,标准log的键"**,此文档中定义了这些键的标准含义。
Baggage元素是一个键值对集合,将这些值设置给给定的Span
,Span
的SpanContext
,以及所有和此Span
有直接或者间接关系的本地Span
。 也就是说,baggage元素随trace一起保持在带内传递。(译者注:带内传递,在这里指,随应用程序调用过程一起传递)
Baggage元素具有强大的功能,使得OpenTracing能够实现全栈集成(例如:任意的应用程序数据,可以在移动端创建它,显然的,它会一直传递了系统最底层的存储系统),同时他也会产生巨大的开销,请小心使用此特性。
再次强调,请谨慎使用此特性。每一个键值都会被拷贝到每一个本地和远程的下级相关的span中,因此,总体上,他会有明显的网络和CPU开销。
必填参数
- baggage key, 字符串类型
- baggage value, 字符串类型
必填参数
- baggage key, 字符串类型
返回值,相应的baggage value,或者可以标识元素值不存在的返回值(译者注:如Null)。
相对于OpenTracing中其他的功能,SpanContext
更多的是一个“概念”。也就是说,OpenTracing实现中,需要重点考虑,并提供一套自己的API。
OpenTracing的使用者仅仅需要,在创建span、向传输协议Inject(注入)和从传输协议中Extract(提取)时,使用SpanContext
和references,
OpenTracing要求,SpanContext
是不可变的,目的是防止由于Span
的结束和相互关系,造成的复杂生命周期问题。
遍历模型依赖于语言,实现方式可能不一致。在语义上,要求调用者可以通过给定的SpanContext
实例,高效的遍历所有的baggage元素
所有的OpenTracing API实现,必须提供某种方式的NoopTracer
实现。NoopTracer
可以被用作控制或者测试时,进行无害的inject注入(等等)。例如,在 OpenTracing-Java实现中,NoopTracer
在他自己的模块中。
有些语言的OpenTracing实现,为了在串行处理中,传递活跃的Span
或SpanContext
,提供了一些工具类。例如,opentracing-go
中,通过context.Context
机制,可以设置和获取活跃的Span
。