微服务应用与单块应用完全不同，一个微服务系统少则有几十个微服务组成，多则可能有上百个服务。调用链监控在微服务监控领域被证明是有效的手段，它可以实时监控服务调用性能和跟踪服务依赖关系，帮助快速定位和排障问题。互联网企业有三款主流的调用链监控产品，对于调用链监控，除了调用链监控，APM报表能力也很重要。
调用链监控 - Tracing - APM
调用链监控原理和相关概念
微服务应用与单体应用有很大的区别。微服务系统通常由几十个到上百个服务组成，特别是像BAT级别的互联网公司，通常会有超过上百个服务。这些服务之间的依赖关系非常复杂，如果没有有效的监控手段，当出现问题时很难迅速定位和解决，最终可能会导致业务损失。
针对微服务监控，已有业界实践证明调用链监控（tracing）是一种高效手段。通过此方法，我们能够实时监控服务调用的性能，并追踪服务之间的依赖关系。在出现问题时，调用链监控能够帮助我们快速定位问题和解决障碍。因此，可以说调用链监控对于微服务是至关重要的。
调用在分布式系统中的流程简述实例
调用链监控的核心原理并不复杂，下图简单描述的监控的原理和概念。
如图，假设有3个服务，service1, service2, service3. 他们之间是有调用关系的。
当外部请求进来的时候：
- 用户请求先到service1, service1调用redis缓存（红色小方块），redis返回service1数据。
- service1调用service2，service2调用mysql，mysql返回service2数据。
- service2调用service3, service3返回给service2
- service2返回给service1
- service1返回给用户
相关概念
调用链监控，在调用的入口和调用其他服务的时候会生成一个数据结构，称为span。
span上附着信息：上图中小方块儿。黄色，蓝色。
- tid； 一次调用只有一个tid
- sid; 一个方法调用踪迹及顺序
- pid; 当前span的父span的sid，用来返回数据到调用发起方
这样就可以把调用树绘制出来。
| 概念 | 含义 |
|---|---|
| Trace | 一次分布式调用的链路踪迹 |
| Span | 一个方法（局部或远程）调用踪迹 |
| Annotation | 附着在span上的日志信息 |
| Sampling | 采样率 |
在进行服务调用时，必须将跟踪ID和跨度ID的信息传递给"被调用方"，以便在被调用方正确建立跨度（Span）。
Annotation; 在Span生成的时候，可以附加一些日志信息，比如调用的HTTP请求端点，日志信息在进入调用链系统之后，可以查询到这些日志。
采样率；大型业务系统的请求很多，会生成很多trace，这样就会导致trace的数据量会很大，因此调用链系统的存储消耗会非常大，所以并不需要把所有的trace都存储起来。用一定的采样率，来收集trace。 比如，采样率 10%，10个trace只存储一个。这样会减少对后端存储的压力。最后统计出来，分析系统性能的效果是一样的。
CAT vs Zipkin vs Skywalking
以下是互联网企业，三款主流的调用链监控产品。
埋点方式简述
侵入式（引入或继承了别的包或框架）
从字面意思理解，就是业务代码里已经嵌入了别的代码，这些代码你引入过的框架，也可能是你通过接口继承得来的（比如：java中的继承），这样你就可以拥有侵入代码的一些功能。所以我们就称这段代码是侵入式代码。
优点：引入额外功能
缺点：需要改代码
非侵入式（没有依赖）
正好与侵入式相反，你的代码没有引入别的包或框架，完完全全是自主开发。
优点：代码可复用，方便移植。
缺点：服务调用过程中的字节码被改动，导致消息中间件无法正确接收。需要升级某些消息中间件。
侵入式让用户代码产生对框架的依赖，这些代码不能在框架外使用，不利于代码的复用。但侵入式可以使用户跟框架更好的结合，更容易更充分的利用框架提供的功能。
非侵入式的代码则没有过多的依赖，可以很方便的迁移到其他地方。但是与用户代码互动的方式可能就比较复杂。
APM功能简述
APM：性能报表达到了应用性能管理的维度与标准。Zipkin由于报表不够丰富而不被认为是APM，是纯调用链监控工具。但是不妨碍大厂在它基础上做定制开发，实现更多功能。
亮点：
- CAT：一线企业落地产品，报表丰富是最大亮点。
- Zipkin: 国外社区生态建设最好，文档和后端丰富。
- Skywalking: 无侵入式埋点。
不足：
- CAT: 用户体验一般，主要由后端程序员开发，文档和社区经营投入不足。
- Zipkin: 单纯的调用链监控工具，APM报表能力欠缺。
- Skywalking: 开源时间不长，升级较为频繁，API不够稳定，文档一般，社区仅限国内。
个人推荐
对于调用链监控，除了调用链监控，APM报表能力非常重要，可以分析定位很多系统性能问题。
除非有较强的定制开发能力，否则不推荐Zipkin。
CAT是国内一线大规模落地的产品，虽然有一些不足，但是对大规模企业应用，CAT是推荐的首选调用链监控产品。
Skywalking是一种新兴的调用链监控工具，其独特之处在于其无侵入式的埋点机制。这意味着，它可以与框架监控代码和业务代码完全分离，并且还支持通过插件机制对常用组件进行标准化的监控。
无侵入方式的使用门槛较高，同时也会导致失去侵入式埋点的灵活性。在国内社区中，Skywalking的活跃程度较高，其产品升级和完善速度也较快。因此，我们可以考虑试点使用和关注Skywalking这一产品。
调用链监控的实施需要较高的门槛，企业要充分利用调用链监控的功能，除了需要具备应用能力外，还需要具备一定的自定义开发能力。举例来说，如果使用skywalking进行监控，就需要根据企业所使用的技术栈，开发定制化的监控插件。
微服务应用的复杂性导致了调用链监控的重要性，能帮助快速排查服务问题和减少业务损失。调用链监控产品如Skywalking能提供无侵入式埋点和厂商支持，但也存在使用门槛较高、定制自研能力要求高等不足。除调用链监控外，APM报表能力也是重要因素。
