在 Rust 中使用 OpenTelemetry 做分佈式跟蹤

在本文中，將分享如何在 Rust 應用程序中添加 OpenTelemetry 做分佈式跟蹤。

OpenTelemetry 是什麼?

OpenTelemetry 是一個 api 和 sdk 的集合，它允許我們收集跟蹤、導出日誌和生成指標 (也稱爲可觀察性的三大支柱)。

它是 CNCF 社區 (雲原生計算基金會) 驅動的開源項目。在雲原生環境中，我們使用 OpenTelemetry(簡稱 OTel)從應用系統的操作和事件中收集數據。換句話說，爲我們的分佈式服務提供觀測工具。這些數據使我們能夠理解和調查我們的軟件的行爲，並排除性能問題和錯誤。

OpenTelemetry 是一個標準的可觀測框架，它捕獲單個規範下的所有數據。它提供了幾個組件，包括：

• api/sdk：用於生成遙測數據

• OpenTelemetry Collector：用於接收、處理遙測數據，並將其導出到不同的目的地。

• OTLP：遙測數據協議

關於使用 OpenTelemetry，以下是你需要知道的術語：

• Span：最基本的單位。span 表示系統中的一個事件 (例如，一個 HTTP 請求或一個跨時間的數據庫操作)。一個 span 通常是另一個 span 的父 span 或子 span。

• Trace：分佈式服務的 “調用棧”。traces 表示父子 Span 的關係樹，trace 指定了應用程序中跨不同服務和組件的請求進程 (DB、數據源、隊列等)。例如，向 user-service 發送 API 調用會導致向 users-db 進行數據庫查詢。

• Exporter：導出器。一旦我們創建了一個 span，導出器將處理數據發送到我們的後端 (例如，在內存中，Jaeger，或控制檯輸出)。

• Context Propagation：這個機制允許我們跨分佈式服務關聯事件。Context 被稱爲我們收集和傳輸的元數據。Propagation 是將上下文打包並跨服務傳輸，通常是通過 HTTP 頭。上下文傳播是 OpenTelemetry 的亮點之一。

• Instrumentation：收集數據的工具庫，並基於我們應用程序中不同的庫生成相對應的 Span(Actix-Web、Postgres…)。

Rust 中的跟蹤

在 Rust 中有一個很棒的 crate 叫 tracing。它是我們追蹤 Rust 程序的核心框架，它的文檔概述了它的核心概念和由這些術語組成的 api — spans, events, and subscribers.

前面已經介紹了 span 和 Events 是什麼，但 subscriber 是一個新的術語。要記錄 span 和 event，必須實現 subscriber 特徵。這意味着需要實現以下方法：

• enter：表示一個 span 開始

• exit：表示一個 span 結束

• event：表示一個 event 已經發生

要開始記錄跟蹤，我們需要初始化訂閱者。

我們需要先初始化註冊表 struct：

let subscriber = tracing_subscriber::Registry::default()

這個 struct 實現了一個 subscriber，並向我們展示了另一個重要特性——層。通過使用層，我們可以配置 subscriber，以便在與 span 和 event 交互時應用特定的行爲。

例如，如果我們希望過濾、導出、格式化或編輯一些數據，可以創建或使用現有層，並將其與註冊表的 subscriber 組合在一起。

let subscriber = tracing_subscriber::Registry::default().with(SomeLayer)

我們將在實踐部分看到更多如何使用這些 crate 來編寫 Rust 程序的例子。

Rust 中的 OpenTelemetry

在 Rust 中提供 OpenTelemetry 支持的 crate 就被稱爲 OpenTelemetry。它的介紹是 “OpenTelemetry 提供了一組 api、庫、代理和收集器服務，用於從應用程序中捕獲分佈式跟蹤數據和指標”。

讓我們來看看它的一些關鍵 api：

• Tracer：在 crate 內部，有一個稱爲 traces 的模塊。它向我們介紹了一個叫做 Tracer 的特徵。這是跟蹤和連接我們的 span 來創建跟蹤數據。爲了使用 Tracer，我們創建了一個 subscriber 層。這就是 subscriber 如何知道將 span 發送到哪裏以及如何生成跟蹤數據。

• Global：該模塊提供了一個 API，因此無論當前處於代碼的哪個部分，我們都可以訪問 subscriber、tracer 和傳播上下文。

• SDK：該模塊提供了常用用例的實現。例如，它提供了一個導出器，用於向 stdout 發送跟蹤數據。它還實現了上下文傳播的方法，因此就我們自己去實現。

Rust 中的分佈式跟蹤

使用 opentelemetry-rust，我們可以跨多個服務檢測我們的應用程序，並將它們發送到分佈式平臺。

例如，我們可以使用 opentelemetry-jaeger crate 將我們的跟蹤數據發送到一個遠程的 Jaeger 平臺。

另一個例子是 OpenTelementy-otlp crate，可以使用導出器將 OTLP 格式的跟蹤數據導出到 OpenTelemetry 收集器。OpenTelemetry Collector 以與供應商無關的方式接受、處理和導出跟蹤數據。

在 Rust 應用如何使用 OpenTelemetry 來集成和可視化跟蹤數據，請參考 << 用 Rust 實現 KV Server-6 併發連接限制和測量監控 >> 這篇文章。

本文翻譯自：

https://medium.com/@team_Aspecto/guide-to-opentelemetry-distributed-tracing-in-rust-f1d9294b662e

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/UimE4oiWb2ZUz8gWPpV8yQ