一、背景
对于分布式在线服务，一个请求需要经过多个系统中多个模块，可能多达上百台机器的协作才能完成单次请求。这种场景下单靠人力无法掌握整个请求中各个阶段的性能开销，更无法快速的定位系统中性能瓶颈。当发生故障时通常需要查看大量日志跨越多个团队来确认问题。
二、举个栗子
程序猿小亮作为一个在职场摸爬滚打多年资深工程师，他可能面临的系统设计是这个样子的，如下图。
（图片来自于网络）
借助良好的系统设计和编码规范，对于一般有问题的请求处理，小亮依据自己对多个系统的了解通过翻阅大量的日志文件（前提是日志输出也需要规范）花费两个小时来定位到问题。随着用户的不断增长系统复杂度也呈现指数增长，小亮的大部分时间都浪费在了团队沟通之类的工作上。小亮的幸福指数也像系统复杂度一样呈现指数下降。
小亮这时可能会想，要是有一个东西能把每次请求经过的系统都记录下来，要是能把每个节点消耗时间、处理类神马的信息也抓出来那这个世界得多么美好。
一个偶然的机会小亮知道了 UAVStack 其中一个叫做调用链的神奇功能，在对业务代码没有任何侵入的前提下轻松解决了他的难题。下面就让我们一起来开启一段探索 UAVStack 的神奇之旅。
UAVStack 调用链技术栈支持
三、效果展示
轻型调用链展示详情：
重调用链开启以后请求报文体抓取视图：
更多使用技巧和说明请参阅官网：https://uavorg.github.io/docu…_useroperation/91.html（用户指南中调用链部分）。
四、具体实现
UAVStack 调用链实现分为模型设计、服务端信息收集（轻 / 重）、方法级信息收集（轻 / 重）、客户端信息收集（轻 / 重）、调用链协议设计（轻 / 重）、调用链上下文传递、调用信息记录及传递、调用数据统计处理等。由于篇幅限制，本期暂时只分享其中的模型设计及实现调用链模型时序图。
五、模型设计
借鉴前人经验并揉合具体业务场景需求，抽象出了如下调用链模型：
调用链元数据：
1）SpanEndpointType：调用类型（Root(“E”),Service(“S”), Client(“C”), Method(“M”)）；
Root 指本条调用链中的第一个节点，即一条调用链的开始位置，可以是一个服务请求，一次 httpclient 调用等；
Service 指当前调用链中非第一个节点且是系统中对外提供的服务，如用户登录服务；
Client 指当前调用链中非第一个节点且是当前系统与外部沟通的一种途径，如 httpclient、mongoclient 等；
Method 值当前调用链中非第一个节点且是系统中的一个函数，如日志数出函数等。
2）traceId：调用链唯一标识符；
3）spanId：一条调用链中当前节点的调用顺序（与 SpanEndpointType 结合唯一）；spanId 采用分层设计，形如 1.2.1，既能表示调用顺序同时又能反应所才调用链层级；
4）parentId：一条调用链中当前节点的父调用节点。
调用链绘制规则：
1）调用者（服务、web）最初调用（无父调用）记为开始节点 E，并生成唯一调用链 ID，traceID；
2）系统内应用组件调用（如 httpclient，方法调用等），spanId 末尾数字加 1（若为第一个则末尾加.1）；
3）系统间调用（如 A 服务调用 B 服务），A 服务与 B 服务 span 信息只有 SpanEndpointType 不同（分别对应 span 的两个端）。
举个栗子
背景介绍：用户小明想通过网络获取一些知识，通过网络他进入了系统 O。服务 O 中部署了服务 A 和 B，A 服务使用 httpclient 与 B 通讯，B 服务先会与 redis 交互然后和 myql 交互，最后系统 O 将小明感兴趣的内容返回给小明；
完成此次请求 UAV 抽象出如下调用链模型：
1）小明（下图中的调用方）通过门户访问了 A 服务，此时调用链生成唯一 traceId 并将当前节点的 SpanEndpointType 置为 N（第一个节点的意思），spanId 置为 1（当前调用层中的第一个节点），parentId 置为 E（没有父节点的意思）；
2）A 服务通过 httpclient 向 B 服务发起一次 http 请求，此时调用链元数据如下 traceId（沿用父节点 id）;1.1（spanId 末尾加.1, 因为为第一次调用）;1（parentId 父节点的 spanId）;C（调用类型记录为 C 客户端调用）；
3）B 服务接收到来自于 A 服务通过 httpclient 的调用，此时调用链元数据如下 traceId（沿用初始调用时 id）;1.1（spanId 沿用传递过来的 spanId）;1（parentId 沿用传递过来的 parentId）;S（调用类型记录为 S 服务端处理请求）；
4）B 服务先查询 redis，此时调用链元数据如下 traceId（沿用初始调用时 id）;1.1.1（spanId 末尾加.1, 因为为第一次调用）;1.1（parentId 父节点的 spanId）;C（调用类型记录为 C 客户端调用）；
5）B 服务又发起对 mysql 的查询，此时调用链元数据如下 traceId（沿用初始调用时 id）;1.1.2（spanId 末尾数字加 1，因为为非第一次调用）;1.1（parentId 父节点的 spanId）;C（调用类型记录为 C 客户端调用）；
6）处理结束，调用链将记录的信息进行记录。
调用链时序图
UAVServer：中间件增强框架，提供在中间件的不同生命周期进行劫持的能力，即中间件劫持技术，如 tomcat webcontainer 启动开始时刻等；
JEEServiceRunGlobalFilterHandler：借助中间件劫持技术延伸出的全局 filter，能够拦截所有经过中间件（tomcat 等）的请求；
ServiceSpanInvokeChainHandler：调用链中专注处理归为 Service 类型节点的 handler；
ClientSpanInvokeChainHandler：调用链中专注处理归为 Client 类型节点的 handler；
XXAdapter：泛指调用链中所有的 adapter，提供在 handler（分为 Service、Client、Method 三种 handler，图中省略了 Method 类型）执行动作 before 和 after 时刻操作数据的能力。
实现对用户代码无任何”侵入”的前提下完成调用链的生成，过程大致分为如下几个过程：
1）在 JEEServiceRunGlobalFilterHandler 的 doRepuest 中包装解析请求；
2）xxAdapter 中的 before 对数据进行适配；
3）xxHandler 处理对应范围内（Service、Client 和 Method）内请求数据；
4）xxAdapter 中的 after 对数据进行整理或记录；
5）在 JEEServiceRunGlobalFilterHandler 的 doResponse 中返回处理过后请求。
六、总结
本文主要目的是让读者对 UAVStack 的调用链有一个整体的认识，初步了解一条调用链绘制的大致生命周期，具体的实现将在以后的分享中详细介绍。
作者：李崇