调用链系列（4）：服务信息上下文传递

在之前的调用链系列文章中，我们已经对调用链进行了详细介绍，相信大家已经对调用链技术有了基本的了解。

拓展阅读：

调用链系列（1）：解读UAVStack中的贪吃蛇

调用链系列（2）：轻调用链实现

调用链系列（3）：如何从零开始捕获body和header

其实，在调用链的绘制过程中，调用链上下文的传递非常值得关注。各个节点在获取上层上下文后生成新的上下文并向后传递。在传递过程中，上下文一旦丢失或出现异常就会导致调用链数据缺失，甚至可能会发生断裂。

本文主要讲述UAV中调用链上下文传递过程中的部分实现细节。

前言

在调用链的实现中，主要存在以下几种调用链上下文的传递方式：

• 请求处理前到请求处理后的上下文传递；

• 各个客户端调用间的上下文传递；

• 各个服务间调用时的上下文传递。

在这三种情况中，上下文传递过程中所传递的信息以及遇到的问题会有所不同。

• 在请求处理前后的上下文传递过程中，需要传递的信息一般包括traceID、 spanID、请求开始的时间以及部分请求参数等。相关代码可能会因为异步执行导致上下文面临异步线程传递的问题。

• 在客户端调用间及服务间调用中，需要传递的上下文信息一般只包括traceID和spanID。但客户端调用之间的上下文传递可能会遇到跨线程池传递的问题，服务间调用则存在跨应用传递的问题。

因此，我们把今天所讲的上下文传递划分为以下四种场景进行分析：

• 在同一线程内传递

• 跨线程池传递

• 异步线程传递

• 跨应用传递

为了更好地阐述这四种场景，我们假设存在以下业务调用过程：

假设某次请求首先进入服务A，在服务A的业务代码中发起了一次JDBC请求，访问了一次数据源；然后又通过httpClient（同步，异步）发起了一次http访问并返回相应结果。

数字表示所在点存在调用链上下文信息的获取。在大多数的相邻点之间都会涉及到调用链上下文的传递。

例如，从2点到3点就是请求前和请求后的上下文传递，从3点到4点就是两次客户端调用间的上下文传递，从4点到5点就是服务间的上下文传递。下面我们将在不同的场景下说明各点之间的上下文传递过程。

一、在同一线程内的上下文传递

这种场景比较常见，也是最简单的场景。

假设上述模拟流程中全部为同步操作，业务代码中不涉及任何的线程池(数据库连接池不影响)及异步操作，那么服务A中调用链的相关代码均会在同一个线程中执行。

说到这里，想必大家都会想到使用ThreadLocal便可以解决。使用ThreadLocal的确可以解决同线程中的参数共享传递问题。在UAV中，一般两次客户端调用之间的上下文传递都直接使用ThreadLocal(其实并不是原生的ThreadLocal，后文会有所介绍)，传递过程如下：

但是很多时候，业务代码中经常会涉及到异步或者提交线程池的操作，此时单单使用ThreadLocal便无法满足相应的需求。下面我们就来讨论有关含有线程池操作和异步请求的上下文传递问题。

二、跨线程池的上下文传递

首次我们来看一下跨线程池上下文传递问题。

假设上述的业务场景中在进行JDBC操作时，当前线程仅负责将JDBC操作提交到线程池中，那么此时上下文信息从1点传递到2点就会遇到跨线程池的问题，此时使用ThreadLocal无法上下文信息的传递。

当然有的同学可能会说用InheritableThreadLocal。但是提交线程和线程池线程本身并不存在父子关系，因此InheritableThreadLocal也是无法完成跨线程池的上下文传递的。

为了解决这个问题，我们使用了阿里开源的跨线程池的ThreadLocal组件：transmittable-thread-local(以下简称TTL，具体的实现方式有兴趣的同学可以去了解下https://github.com/alibaba/transmittable-thread-local)。

通过该组件可以增强ThreadLocal的功能实现跨线程池的传递。以下是github中TTL的使用示例：

    TransmittableThreadLocal<String> parent =newTransmittableThreadLocal<String>();        parent.set("value-set-in-parent");                 Runnable task =new Task("1");        // 额外的处理，生成修饰了的对象ttlRunnable        Runnable ttlRunnable = TtlRunnable.get(task);        executorService.submit(ttlRunnable);        // Task中可以读取，值是"value-set-in-parent"        String value = parent.get();