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OpenTelemetry 跟踪上下文

介绍​

在分布式系统中，一个用户请求可能涉及多个服务的协作。跟踪上下文（Trace Context） 是 OpenTelemetry 的核心概念，它通过唯一的标识符（如 TraceID 和 SpanID）将跨服务的调用关联起来，形成完整的调用链（Trace）。本文将介绍跟踪上下文的组成、传递方式以及实际应用。

跟踪上下文的组成​

OpenTelemetry 的跟踪上下文包含以下关键字段：

  1. TraceID：全局唯一的跟踪标识符（16字节），用于标识整个调用链。
  2. SpanID：单个操作的标识符（8字节），用于标识调用链中的一个步骤。
  3. TraceFlags：控制采样行为的标志（如是否记录数据）。
  4. TraceState：携带额外的厂商特定信息（键值对形式）。
备注

跟踪上下文通常通过 HTTP 头（如 traceparent 和 tracestate）或消息队列的元数据在服务间传递。

代码示例：生成和传递上下文​

以下是一个 Node.js 示例，展示如何生成跟踪上下文并通过 HTTP 传递给下游服务：

javascript
const { trace } = require('@opentelemetry/api');

// 1. 获取当前上下文
const tracer = trace.getTracer('my-tracer');
const span = tracer.startSpan('parent-span');

// 2. 生成跟踪上下文（traceparent 格式）
const traceparent = `00-${span.spanContext().traceId}-${span.spanContext().spanId}-01`;

// 3. 通过 HTTP 头传递
fetch('http://downstream-service', {
  headers: {
    'traceparent': traceparent,
    'tracestate': 'vendor=example'
  }
});

输出：
下游服务收到的 HTTP 头如下：

traceparent: 00-4bf92f3577b34da6a3ce929d0e0e4736-00f067aa0ba902b7-01
tracestate: vendor=example

上下文传播的实际案例​

场景：电商订单处理​

  1. 用户发起订单请求 → 前端服务（生成 TraceID）
  2. 前端调用 库存服务（通过 HTTP 头传递上下文）
  3. 库存服务调用 支付服务（通过消息队列传递上下文）
提示

在异步调用（如消息队列）中，需将 traceparent 嵌入消息的元数据字段。

总结​

  • 跟踪上下文 是分布式跟踪的“粘合剂”，通过 TraceID 和 SpanID 关联跨服务操作。
  • 通过标准化的头（如 traceparent）实现上下文传递。
  • 支持同步（HTTP）和异步（消息队列）通信场景。

扩展练习​

  1. 尝试在本地启动两个服务，通过 HTTP 手动传递 traceparent 头。
  2. 使用 Wireshark 或浏览器开发者工具观察请求中的跟踪头。

附加资源​