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SkyWalking链路追踪中span全解

news 2025/9/16 16:41:24

基本概念

在SkyWalking链路追踪中，Span（跨度）是Trace（追踪）的组成部分之一。Span代表一次调用或操作的单个组件，可以是一个方法调用、一个HTTP请求或者其他类型的操作。

每个Span都包含了一些关键的信息，如开始时间、结束时间、耗时、所属的Trace ID、Span ID等。开始时间和结束时间记录了Span的执行时间，而Trace ID和Span ID用于标识Span所属的Trace和上下文关系。

通过记录和分析每个Span的信息，可以了解每个组件的性能指标和调用关系。例如，可以查看每个Span的耗时，从而定位潜在的性能瓶颈；还可以通过分析Span之间的关系，了解请求在分布式系统中的流转过程。

Span的概念在SkyWalking链路追踪中非常重要，它是分析和优化分布式系统性能的基础。通过对Span数据的收集和分析，开发人员可以深入了解系统中每个组件的性能和调用关系，进而改进系统的可靠性和性能。

span的ID

Span ID（Span Identifier）是用来唯一标识一个Span的ID。在分布式系统中，请求链路可能会涉及多个组件和服务，每个组件对应一个Span。为了跟踪和关联不同的Span，每个Span都会分配一个唯一的Span ID。

通过将Span ID与父Span的ID关联起来，我们可以在整个请求链路中追踪和关联不同组件的Span。Span ID可以通过生成唯一的标识符，如UUID（Universally Unique Identifier），保证其在链路中的唯一性。

通过使用Span ID，我们可以轻松地将不同组件的Span联系在一起，并对整个请求链路进行紧密的追踪和分析。这对于分布式系统调试、性能优化和故障排查非常有帮助。

一个请求链路中的不同Span看作是一个链表结构。每个Span都有一个唯一的Span ID作为标识符，并且可以有一个或多个父Span ID和一个或多个子Span ID。

通过父子Span ID的关联，我们可以在链路中建立起Span之间的关系，形成一个有序的链表结构。父Span和子Span之间的关系可以帮助我们理解请求的调用顺序和调用关系。

通过这种链表结构，我们可以高效地追踪和分析请求的调用链路。我们可以从Entry Span开始，根据Span ID和父子Span ID的关联，逐个遍历Span，了解请求的调用顺序和每个组件的性能情况。

这种链表结构在分布式系统的调试、故障排查和性能优化中非常有用，帮助我们理解请求的路径、调用关系和性能变化。

一个Span只能有一个父Span ID，但可以有多个子Span ID。换句话说，一个Span可以被多个子Span所关联，但只能有一个父Span

架构体系

span类型：

在SkyWalking链路追踪中，Span（跨度）可以包含多种类型，用于表示不同种类的调用和操作。下面是一些常见的Span类型：

Entry Span（入口跨度）：表示请求进入系统的第一个组件，通常是客户端发起的请求。Entry Span记录了请求的开始时间、请求的路径和入口点等信息。
Exit Span（出口跨度）：表示请求离开系统的最后一个组件，通常是系统对外提供的服务。Exit Span记录了请求的结束时间、请求的路径和出口点等信息。
Local Span（本地跨度）：表示请求在系统内部的一个组件间的调用。Local Span记录了请求在组件内的操作和耗时等信息。
Remote Span（远程跨度）：表示请求调用了位于不同主机或网络节点上的远程组件。Remote Span记录了请求调用远程组件的耗时和网络通信等信息。
Error Span（错误跨度）：表示系统中发生了错误或异常的Span。Error Span记录了错误发生的详细信息，如错误类型、错误码和错误堆栈等。

这些Span类型涵盖了分布式系统中常见的调用和操作场景，通过区分不同类型的Span，可以更好地分析和优化系统的性能和稳定性。

解读：

在链路追踪中，Span（跨度）是最小的单元，它代表了一次调用或操作的单个组件。每个Span记录了该组件的关键信息，如开始时间、结束时间、耗时等。通过组合多个Span，就可以构成一个完整的Trace（追踪），描述了请求在分布式系统中的流转过程。

由于Span是最小的单元，它可以记录组件间的调用关系、性能指标和错误状态等重要信息。通过分析和观察这些Span，可以了解请求的路径、耗时和错误等关键指标，从而进行性能优化、故障排查和系统调优。所以在链路追踪中，Span是对系统进行监测和分析的基本单元。

通过最小单元来对每一次具体的分布式服务之中的调用进行描述

图示：

图解：

假设我们有一个在线购物系统，由以下几个组件组成：网关服务（Gateway Service）、用户服务（User Service）、订单服务（Order Service）和支付服务（Payment Service）。现在我将模拟一个用户下单并完成支付的链路，并说明各个Span的类型和作用。

用户发起下单请求，请求进入系统中的网关服务（Entry Span）。Entry Span记录了请求的开始时间、路径和入口点等信息。
网关服务调用用户服务来验证用户信息并获取用户购物车内容（Local Span）。这个调用生成了一个Local Span，记录了网关服务调用用户服务的操作和耗时等信息。
用户服务内部发现用户购物车中有商品，需要调用订单服务生成订单（Remote Span）。这个调用生成了一个Remote Span，记录了用户服务调用订单服务的耗时和网络通信情况。
订单服务接收到请求并生成订单后，需要调用支付服务完成支付（Local Span）。这个调用生成了一个Local Span，记录了订单服务调用支付服务的操作和耗时等信息。
支付服务完成支付操作后，返回支付结果给订单服务（Exit Span）。这个过程生成了一个Exit Span，表示请求离开系统的最后一个组件。
如果在任意一个组件中发生了错误，比如用户服务调用订单服务时发生了超时错误，会生成一个Error Span。Error Span记录了错误的详细信息，如错误类型、错误码和错误堆栈等。

通过以上模拟的链路，我们可以看到各个Span在请求过程中的作用。Entry Span标识了请求的起点，Local Span记录了组件内部的操作，Remote Span记录了远程调用的情况，Exit Span表示请求的终点，而Error Span帮助我们定位和解决错误。这些Span记录了关键的信息，帮助我们了解请求的路径、耗时和错误等情况，从而进行性能优化、故障排查和系统调优。

产生local span与产生remote span

如果在一个服务器上的服务调用另一个在同一台服务器上的服务，则可以将其称为Local Span。这是因为这个调用是在同一个服务器内部完成的。

而如果一个服务器上的服务需要调用位于不同主机或网络节点上的服务（即跨服务器），则可以将其称为Remote Span。这种情况下，跨服务器的调用会涉及网络通信和跨越不同物理设备或虚拟机的操作。

需要注意的是，Local Span和Remote Span并不仅仅取决于服务部署在不同的服务器上，还取决于调用方式和组件的网络结构。有时候，即使服务部署在不同的服务器上，但是它们通过本地网络进行调用，仍然可以被视为Local Span。因此，在确定Span类型时，除了服务器的物理位置外，还需要考虑组件之间的调用方式和网络结构。

离开系统的最后一个服务产生exit span

Exit Span表示请求离开系统的最后一个组件，但并不一定是直接返回给用户。在我们的示例中，支付服务完成支付操作后，返回支付结果给订单服务，它是Exit Span的组件。这个Exit Span表示请求离开系统的最后一个组件，但请求可能还需要经过其他组件，如订单服务可能会继续将结果返回给网关服务，最终才返回给用户。

Exit Span是描述请求链路中离开系统的最后一个组件，它并不指明返回值是直接给用户。请求可能还需要经过多个组件、服务或层级，直到最终返回给用户。Exit Span帮助我们追踪请求的终点，但不一定表示直接返回给用户。

在这个链路中，Exit Span表示支付服务完成支付操作后，将支付结果返回给订单服务。这个Exit Span是请求离开系统的最后一个组件，我们可以追踪请求的终点。但这个请求的返回值可能还需要经过其他组件，如订单服务可能会继续将结果返回给网关服务，最终才返回给用户。所以在整个链路中，Exit Span标识了请求离开系统的最后一个组件。

Exit Span主要是用来标识请求离开了系统的最后一个组件。它帮助我们追踪请求的终点，但不一定表示请求的返回值直接给了用户。在整个请求链路中，一个Exit Span标识了离开了当前组件，但请求可能还需要经过其他组件、服务或层级，直到最终返回给用户。Exit Span的作用是帮助我们了解请求的终点，而不仅仅表示返回值直接给了用户。