add 日志 - tracing

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sunface 3 years ago
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# 使用 tracing 记录日志 # 使用 tracing 记录日志
严格来说tracing 并不是一个日志库,而是一个分布式跟踪的 SDK用于采集监控数据的。
随着微服务的流行,现在一个产品有多个系统组成是非常常见的,这种情况下,一条用户请求可能会横跨几个甚至几十个服务。此时再用传统的日志方式去跟踪这条用户请求就变得较为困难,这就是分布式追踪在现代化监控系统中这么炽手可热的原因。
关于分布式追踪,在后面的监控章节进行详细介绍,大家只要知道:分布式追踪的核心就是在请求的开始生成一个 `trace_id`,然后将该 `trace_id` 一直往后透穿,请求经过的每个服务都会使用该 `trace_id` 记录相关信息,最终将整个请求形成一个完整的链路予以记录下来。
那么后面当要查询这次请求的相关信息时,只要使用 `trace_id` 就可以获取整个请求链路的所有信息了,非常简单好用。看到这里,相信大家也明白为什么这个库的名称叫 `tracing` 了吧?
至于为何把它归到日志库的范畴呢?因为 `tracing` 支持 `log` 门面库的 API因此它既可以作为分布式追踪的 SDK 来使用,也可以作为日志库来使用。
> 在分布式追踪中trace_id 都是由 SDK 自动生成和往后透穿,对于用户的使用来说是完全透明的。如果你要手动用日志的方式来实现请求链路的追踪,那么就必须考虑 trace_id 的手动生成、透传,以及不同语言之间的协议规范等问题
## 一个简单例子
下面的例子中将同时使用 `log``tracing` :
```rust
use log;
use tracing_subscriber::{fmt, layer::SubscriberExt, util::SubscriberInitExt};
fn main() {
// 只有注册 subscriber 后, 才能在控制台上看到日志输出
tracing_subscriber::registry()
.with(fmt::layer())
.init();
// 调用 `log` 包的 `info!`
log::info!("Hello world");
let foo = 42;
// 调用 `tracing` 包的 `info!`
tracing::info!(foo, "Hello from tracing");
}
```
可以看出,门面库的排场还是有的,`tracing` 在 API 上明显是使用了 `log` 的规范。
运行后,输出如下日志:
```shell
2022-04-09T14:34:28.965952Z INFO test_tracing: Hello world
2022-04-09T14:34:28.966011Z INFO test_tracing: Hello from tracing foo=42
```
还可以看出,`log` 的日志格式跟 `tracing` 一模一样,结合上一章节的知识,相信聪明的同学已经明白了这是为什么。
那么 `tracing``log` 的具体日志实现框架有何区别呢?别急,我们再来接着看。
## 异步编程中的挑战
除了分布式追踪,在异步编程中使用传统的日志也是存在一些问题的,最大的挑战就在于异步任务的执行没有确定的顺序,那么输出的日志也将没有确定的顺序并混在一起,无法按照我们想要的逻辑顺序串联起来。
**归根到底,在于日志只能针对某个时间点进行记录,缺乏上下文信息,而线程间的执行顺序又是不确定的,因此日志就有些无能为力**。而 `tracing` 为了解决这个问题,引入了 `span` 的概念( 这个概念也来自于分布式追踪 ),一个 `span` 代表了一个时间段,拥有开始和结束时间,在此期间的所有类型数据、结构化数据、文本数据都可以记录其中。
大家发现了吗? `span` 是可以拥有上下文信息的,这样就能帮我们把信息按照所需的逻辑性串联起来了。
## 核心概念
`tracing` 中最重要的三个概念是 `span`、`event` 和 `collector`,下面我们来一一简单介绍下。
### span
相比起日志只能记录在某个时间点发生的事件,`span` 最大的意义就在于它可以记录一个过程,也就是在某一段时间内发生的事件流。既然是记录时间段,那自然有开始和结束:
```rust
use tracing::{span, Level};
fn main() {
let span = span!(Level::TRACE, "my_span");
// `enter` 返回一个 RAII ,当其被 drop 时,将自动结束该 span
let enter = span.enter();
// 这里开始进入 `my_span` 的上下文
// 下面执行一些任务,并记录一些信息到 `my_span`
// ...
} // 这里 enter 将被 drop`my_span` 也随之结束
```
需要注意,如果是在异步编程时使用,要避免以下使用方式:
```rust
async fn my_async_function() {
let span = info_span!("my_async_function");
// WARNING: 该 span 直到 drop 后才结束,因此在 .await 期间span 依然处于工作中状态
let _enter = span.enter();
// 在这里 span 依然在记录,但是 .await 会让出当前任务的执行权,然后运行时会去运行其它任务,此时这个 span 可能会记录其它任务的执行信息,最终记录了不正确的 trace 信息
some_other_async_function().await
// ...
}
```
### Event
`Event` 代表了某个时间点发生的事件,这方面它跟日志类似,但是不同的是,`Event` 还可以产生在 span 的上下文中。
```rust
use tracing::{event, span, Level};
use tracing_subscriber::{fmt, layer::SubscriberExt, util::SubscriberInitExt};
fn main() {
tracing_subscriber::registry().with(fmt::layer()).init();
// 在 span 的上下文之外记录一次 event 事件
event!(Level::INFO, "something happened");
let span = span!(Level::INFO, "my_span");
let _guard = span.enter();
// 在 "my_span" 的上下文中记录一次 event
event!(Level::DEBUG, "something happened inside my_span");
}
```
```shell
2022-04-09T14:51:38.382987Z INFO test_tracing: something happened
2022-04-09T14:51:38.383111Z DEBUG my_span: test_tracing: something happened inside my_span
```
虽然 `event` 在哪里都可以使用,但是最好只在 span 的上下文中使用:用于代表一个时间点发生的事件,例如记录 HTTP 请求返回的状态码,从队列中获取一个对象,等等。
## spans 嵌套
```rust
use tracing::{debug, info, span, Level};
use tracing_subscriber::{fmt, layer::SubscriberExt, util::SubscriberInitExt};
fn main() {
tracing_subscriber::registry().with(fmt::layer()).init();
let scope = span!(Level::DEBUG, "foo");
let _enter = scope.enter();
info!("Hello in foo scope");
debug!("before enter bar scope");
{
let scope = span!(Level::DEBUG, "bar", ans = 42);
let _enter = scope.enter();
debug!("enter bar scope");
info!("In bar scope");
debug!("end bar scope");
}
debug!("end bar scope");
}
```
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