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一、前言

在編碼過程中，常常需要寫打印日志語句，我們期望的是同一個業(yè)務(wù)的日志都在一塊，在出問題的時候好根據(jù)日志來排查問題。而現(xiàn)實(shí)是在應(yīng)用運(yùn)行中，日志的輸出常常來自不同線程，甚至是在不同微服務(wù)中，各種日志記錄往往彼此穿插，很難串起來。所以往往在日志中手動增加一些關(guān)鍵字，來對接口的調(diào)用鏈路來進(jìn)行跟蹤。但這種手動增加關(guān)鍵字或唯一標(biāo)識的做法在微服務(wù)場景下，很難在上下游應(yīng)用的開發(fā)人員的編碼風(fēng)格形成統(tǒng)一的規(guī)范，并且手動編寫也很難稱得上優(yōu)雅。

站在用戶的角度思考問題，與客戶深入溝通，找到凌云網(wǎng)站設(shè)計與凌云網(wǎng)站推廣的解決方案，憑借多年的經(jīng)驗(yàn)，讓設(shè)計與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造個性化、用戶體驗(yàn)好的作品，建站類型包括：成都網(wǎng)站設(shè)計、網(wǎng)站制作、企業(yè)官網(wǎng)、英文網(wǎng)站、手機(jī)端網(wǎng)站、網(wǎng)站推廣、域名申請、虛擬空間、企業(yè)郵箱。業(yè)務(wù)覆蓋凌云地區(qū)。

二、MDC介紹

MDC（Mapped Diagnostic Context，映射調(diào)試上下文）是 log4j 、logback及l(fā)og4j2 提供的一種方便在多線程條件下記錄日志的功能。MDC 可以看成是一個與當(dāng)前線程綁定的哈希表，MDC 中包含的內(nèi)容可以被同一線程中執(zhí)行的代碼所訪問。

MDC中的鍵值對是可以直接被日志框架所使用（即“打印”）的，只需要配置相應(yīng)日志pattern。例如pattern如下：

%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%X{TraceId}] %-5level %logger{50} - %msg%n

代碼如下：

public class MDCTest {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(MDCTest.class);

    @Test
    void test() {
        MDC.put("TraceId", "123456789");
        log.info("hello {}", "world");
    }
}

此時控制臺將輸出：

21:16:04.342 [main] [123456789] INFO  com.nk.MDCTest - hello world

三、實(shí)現(xiàn)方案

1、基本思路

修改日志pattern，并在業(yè)務(wù)開始的時候?qū)race id放入到MDC，在業(yè)務(wù)結(jié)束時去除MDC的trace id。這樣的好處便是代碼簡潔，不需要手動寫trace id，日志風(fēng)格也能保持統(tǒng)一。

業(yè)務(wù)開始的時機(jī)一般是應(yīng)用收到HTTP請求，所以可以用Filter或SpringMVC的Interceptor來對MDC中trace id進(jìn)行初始化和清除。在Dubbo調(diào)用的時候也可以通過類似功能的Filter來對MDC中trace id進(jìn)行操作，從而達(dá)到trace id傳遞的作用。

2、實(shí)現(xiàn)（以SpringBoot為例）

2.1 修改log pattern

在SpringBoot中，直接修改application.properties即可：

logging.pattern.console=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%X{TraceId}] %-5level %logger{50} - %msg%n

重點(diǎn)在于%X{TraceId}，其中TraceId需要作為key出現(xiàn)在MDC里。

2.1.1 業(yè)務(wù)開始

TraceId工具類，封裝MDC關(guān)于trace id的基礎(chǔ)操作：

public final class TraceIdUtil {

    private static final String TRACE_ID_KEY = "TraceId";

    private TraceIdUtil() {
    }

    public static void putIfAbsent() {
        if (StrUtil.isBlank(get())) {
            put(UUID.randomUUID().toString());
        }
    }

    public static void remove() {
        if (get() != null) {
            MDC.remove(TRACE_ID_KEY);
        }
    }

    public static String get() {
        return MDC.get(TRACE_ID_KEY);
    }

    public static void put(String traceId) {
        MDC.put(TRACE_ID_KEY, traceId);
    }
}

Filter方式和Interceptor二選其一既可，其基本思想是一樣的。

Filter方式

@Component
public class LogFilter implements Filter {

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, 
                         ServletResponse servletResponse, 
                         FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        TraceIdUtil.putIfAbsent();//生成trace id放入MDC中
        try {
            filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
        } finally {
            TraceIdUtil.remove();//移除MDC中的trace id
        }
    }
}

Interceptor

@Configuration
public class LogInterceptor implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new AsyncHandlerInterceptor() {
            @Override
            public boolean preHandle(HttpServletRequest request, 
                                     HttpServletResponse response, 
                                     Object handler) throws Exception {
                TraceIdUtil.putIfAbsent();//生成trace id放入MDC中
                return AsyncHandlerInterceptor.super.preHandle(request, response, handler);
            }
            
            @Override
            public void afterCompletion(HttpServletRequest request, 
                                        HttpServletResponse response, 
                                        Object handler, Exception ex) throws Exception {
                TraceIdUtil.remove();//移除MDC中的trace id
                AsyncHandlerInterceptor.super.afterCompletion(request, response, handler, ex);
            }
        });
        WebMvcConfigurer.super.addInterceptors(registry);
    }
}

2.1.2 業(yè)務(wù)中使用

正常使用logger，無需關(guān)心trace id。例如：

@RestController
@RequestMapping("/api/user")
@Slf4j
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/{userId}")
    public UserDto queryUser(@PathVariable Long userId) {
        log.info("query user by id:{}", userId);
        UserDto user = userService.query(userId);
        log.info("query user result:{}", user);
        return user;
    }
}

請求該接口將輸出如下的日志樣式：

2022-04-05 09:40:17.638 [http-nio-8080-exec-1] [a02b13d81c224e49956afd4efbb85ca8] INFO  com.nk.webapp.controller.UserController - ready to query user by id:1
2022-04-05 09:40:17.670 [http-nio-8080-exec-1] [a02b13d81c224e49956afd4efbb85ca8] INFO  com.nk.webapp.controller.UserController - query result:UserDto(userId=1, username=zhang3, age=23, email=abc@example.com)

四、總結(jié)

日志鏈路的跟蹤核心是使用MDC作為trace id載體，在業(yè)務(wù)開始階段一般通過攔截器就生成trace id并放入到MDC中，并根據(jù)MDC的相關(guān)特性將trace id投射到日志文本中，從而實(shí)現(xiàn)在同一個業(yè)務(wù)調(diào)用鏈路中的日志具有唯一標(biāo)識。

文章題目：Java Web中日志跟蹤的簡單實(shí)現(xiàn)
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