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Spring Boot 实现日志链路追踪，无需引入组件，让日志定位更方便！

SpringBoot定位组件日志 实现 引入 无需
2023-06-13 09:15:17 时间

前言

从文章标题就知道，这篇文章是介绍些什么。

这是我一位朋友的问题反馈：

好像是的，确实这种现象是普遍存在的。

有时候一个业务调用链场景，很长，调了各种各样的方法，看日志的时候，各个接口的日志穿插，确实让人头大。

模糊匹配搜索日志能解决吗？能解决一点点。但是不能完全呈现出整个链路相关的日志。

那要做到方便，很显然，我们需要的是把同一次的业务调用链上的日志串起来。

什么效果？先看一个实现后的效果图：

这样下来，我们再配合模糊匹配查找日志，效果不就刚刚的了。

cat -n info.log |grep "a415ad50dbf84e99b1b56a31aacd209c"

或者

grep -10 'a415ad50dbf84e99b1b56a31aacd209c' info.log   （10是指上下10行）

不多说，开整。另外，如果你近期准备面试跳槽，建议在Java面试库小程序在线刷题，涵盖 2000+ 道 Java 面试题，几乎覆盖了所有主流技术面试题。

正文

惯例，先看一眼这次实战最终工程的结构：

Spring Boot 基础就不介绍了，推荐看这个免费教程：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

①pom.xml 依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
    </dependency>
    <!--lombok配置-->
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <version>1.16.10</version>
    </dependency>
</dependencies>

②整合logback，打印日志，logback-spring.xml (简单配置下)

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration debug="false">
    <!--日志存储路径-->
    <property name="log" value="D:/test/log" />
    <!-- 控制台输出 -->
    <appender name="console" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder class="ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder">
            <!--输出格式化-->
            <pattern>[%X{TRACE_ID}]  %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>
    <!-- 按天生成日志文件 -->
    <appender name="file" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <!--日志文件名-->
            <FileNamePattern>${log}/%d{yyyy-MM-dd}.log</FileNamePattern>
            <!--保留天数-->
            <MaxHistory>30</MaxHistory>
        </rollingPolicy>
        <encoder class="ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder">
            <pattern>[%X{TRACE_ID}]  %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern>
        </encoder>
        <!--日志文件最大的大小-->
        <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
            <MaxFileSize>10MB</MaxFileSize>
        </triggeringPolicy>
    </appender>
 
    <!-- 日志输出级别 -->
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="console" />
        <appender-ref ref="file" />
    </root>
</configuration>

分享资料：Spring Boot 学习笔记，这个太全了！

application.yml

server:
  port: 8826
logging:
  config: classpath:logback-spring.xml

③自定义日志拦截器 LogInterceptor.java

用途：每一次链路，线程维度，添加最终的链路ID TRACE_ID。

import org.slf4j.MDC;
import org.springframework.lang.Nullable;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
 
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.util.UUID;
 
/**
 * @Author: JCccc
 * @Date: 2022-5-30 10:45
 * @Description:
 */
public class LogInterceptor implements HandlerInterceptor {
 
    private static final String TRACE_ID = "TRACE_ID";
 
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {
        String tid = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
        //可以考虑让客户端传入链路ID，但需保证一定的复杂度唯一性；如果没使用默认UUID自动生成
        if (!StringUtils.isEmpty(request.getHeader("TRACE_ID"))){
            tid=request.getHeader("TRACE_ID");
        }
        MDC.put(TRACE_ID, tid);
        return true;
    }
 
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler,
                                @Nullable Exception ex) {
        MDC.remove(TRACE_ID);
    }
 
}

MDC(Mapped Diagnostic Context)诊断上下文映射，是@Slf4j提供的一个支持动态打印日志信息的工具。

WebConfigurerAdapter.java 添加拦截器

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
 
/**
 * @Author: JCccc
 * @Date: 2022-5-30 10:47
 * @Description:
 */
@Configuration
public class WebConfigurerAdapter implements WebMvcConfigurer {
    @Bean
    public LogInterceptor logInterceptor() {
        return new LogInterceptor();
    }
 
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(logInterceptor());
        //可以具体制定哪些需要拦截，哪些不拦截，其实也可以使用自定义注解更灵活完成
//                .addPathPatterns("/**")
//                .excludePathPatterns("/testxx.html");
    }
}

ps: 其实这个拦截的部分改为使用自定义注解+aop也是很灵活的。

到这时候，其实已经完成，就是这么简单。

我们写个测试接口，看下效果：

@PostMapping("doTest")
public String doTest(@RequestParam("name") String name) throws InterruptedException {
    log.info("入参 name={}",name);
    testTrace();
    log.info("调用结束 name={}",name);
    return "Hello,"+name;
}
private void testTrace(){
    log.info("这是一行info日志");
    log.error("这是一行error日志");
    testTrace2();
}
private void testTrace2(){
    log.info("这也是一行info日志");

}

效果（OK的）：

另外，如果你近期准备面试跳槽，建议在Java面试库小程序在线刷题，涵盖 2000+ 道 Java 面试题，几乎覆盖了所有主流技术面试题。

还没完。接下来看一个场景， 使用子线程的场景：

故意写一个异步线程，加入这个调用里面：

再次执行看开效果，显然子线程丢失了trackId：

所以我们需要针对子线程使用情形，做调整，思路：将父线程的trackId传递下去给子线程即可。

①ThreadPoolConfig.java 定义线程池，交给spring管理

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import java.util.concurrent.Executor;
 
/**
 * @Author: JCccc
 * @Date: 2022-5-30 11:07
 * @Description:
 */
@Configuration
@EnableAsync
public class ThreadPoolConfig {
    /**
     * 声明一个线程池
     *
     * @return 执行器
     */
    @Bean("MyExecutor")
    public Executor asyncExecutor() {
        MyThreadPoolTaskExecutor executor = new MyThreadPoolTaskExecutor();
        //核心线程数5：线程池创建时候初始化的线程数
        executor.setCorePoolSize(5);
        //最大线程数5：线程池最大的线程数，只有在缓冲队列满了之后才会申请超过核心线程数的线程
        executor.setMaxPoolSize(5);
        //缓冲队列500：用来缓冲执行任务的队列
        executor.setQueueCapacity(500);
        //允许线程的空闲时间60秒：当超过了核心线程出之外的线程在空闲时间到达之后会被销毁
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        //线程池名的前缀：设置好了之后可以方便我们定位处理任务所在的线程池
        executor.setThreadNamePrefix("asyncJCccc");
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

② MyThreadPoolTaskExecutor.java 是我们自己写的，重写了一些方法：

import org.slf4j.MDC;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
 
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.Future;
 
/**
 * @Author: JCccc
 * @Date: 2022-5-30 11:13
 * @Description:
 */
public final class MyThreadPoolTaskExecutor  extends ThreadPoolTaskExecutor  {
    public MyThreadPoolTaskExecutor() {
        super();
    }
    
    @Override
    public void execute(Runnable task) {
        super.execute(ThreadMdcUtil.wrap(task, MDC.getCopyOfContextMap()));
    }
 
 
    @Override
    public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
        return super.submit(ThreadMdcUtil.wrap(task, MDC.getCopyOfContextMap()));
    }
 
    @Override
    public Future<?> submit(Runnable task) {
        return super.submit(ThreadMdcUtil.wrap(task, MDC.getCopyOfContextMap()));
    }
}

③ThreadMdcUtil.java

import org.slf4j.MDC;
 
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.Callable;
 
/**
 * @Author: JCccc
 * @Date: 2022-5-30 11:14
 * @Description:
 */
public final class ThreadMdcUtil {
    private static final String TRACE_ID = "TRACE_ID";
 
    // 获取唯一性标识
    public static String generateTraceId() {
        return UUID.randomUUID().toString();
    }
 
    public static void setTraceIdIfAbsent() {
        if (MDC.get(TRACE_ID) == null) {
            MDC.put(TRACE_ID, generateTraceId());
        }
    }
 
    /**
     * 用于父线程向线程池中提交任务时，将自身MDC中的数据复制给子线程
     *
     * @param callable
     * @param context
     * @param <T>
     * @return
     */
    public static <T> Callable<T> wrap(final Callable<T> callable, final Map<String, String> context) {
        return () -> {
            if (context == null) {
                MDC.clear();
            } else {
                MDC.setContextMap(context);
            }
            setTraceIdIfAbsent();
            try {
                return callable.call();
            } finally {
                MDC.clear();
            }
        };
    }
 
    /**
     * 用于父线程向线程池中提交任务时，将自身MDC中的数据复制给子线程
     *
     * @param runnable
     * @param context
     * @return
     */
    public static Runnable wrap(final Runnable runnable, final Map<String, String> context) {
        return () -> {
            if (context == null) {
                MDC.clear();
            } else {
                MDC.setContextMap(context);
            }
            setTraceIdIfAbsent();
            try {
                runnable.run();
            } finally {
                MDC.clear();
            }
        };
    }
}

OK，重启服务，再看看效果：

可以看的，子线程的日志也被串起来了。

End

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