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OpenTelemetry 父级采样

介绍​

在分布式系统中，追踪（Tracing）会产生大量数据，而父级采样（Parent-Based Sampling）是OpenTelemetry中一种关键的采样策略，它通过继承父级Span的采样决策来控制数据量。这种机制确保了一个请求的完整调用链要么全部被采样，要么全部被丢弃，避免出现“断链”现象。

为什么需要父级采样？
  • 保持调用链的完整性
  • 减少存储和分析成本
  • 确保关键请求的完整追踪

基本概念​

采样决策的传播​

当父级Span做出采样决策后，子Span会自动继承这个决策。这种传播行为可以通过以下mermaid图表示：

采样器类型​

OpenTelemetry提供几种内置采样器：

  • AlwaysOnSampler：采样所有Span
  • AlwaysOffSampler：不采样任何Span
  • TraceIdRatioBased：按比例采样
  • ParentBasedSampler：本文重点介绍的父级采样器

代码示例​

基本配置​

以下是如何在Node.js中配置父级采样器：

javascript
const { NodeTracerProvider } = require('@opentelemetry/sdk-trace-node');
const { ParentBasedSampler, TraceIdRatioBasedSampler } = require('@opentelemetry/core');

const provider = new NodeTracerProvider({
  sampler: new ParentBasedSampler({
    // 当没有父级时的默认采样器
    root: new TraceIdRatioBasedSampler(0.5),
    // 其他情况的采样策略（可选）
    remoteParentSampled: new AlwaysOnSampler(),
    remoteParentNotSampled: new AlwaysOffSampler(),
    localParentSampled: new AlwaysOnSampler(),
    localParentNotSampled: new AlwaysOffSampler()
  })
});

决策流程​

父级采样器的工作流程如下：

  1. 检查当前Span是否有父级
  2. 如果有父级，继承父级的采样决策
  3. 如果没有父级（根Span），使用root采样器

实际应用场景​

案例：电商订单系统​

假设有一个订单处理流程：

用户请求 → API网关 → 订单服务 → 支付服务 → 库存服务

使用父级采样后：

  • 如果API网关决定采样，后续所有服务Span都会被记录
  • 如果API网关决定不采样，整个调用链都不会产生追踪数据
实际配置建议

生产环境中通常组合使用多种策略：

javascript
new ParentBasedSampler({
  root: new TraceIdRatioBasedSampler(0.1), // 10%的根请求被采样
  remoteParentSampled: new AlwaysOnSampler() // 确保采样决策传播
})

高级主题​

自定义采样逻辑​

你可以实现自己的采样器：

javascript
const { SamplingResult, SamplingDecision } = require('@opentelemetry/sdk-trace-base');

class CustomSampler {
  shouldSample(context, traceId, spanName, spanKind, attributes, links) {
    if (attributes['http.target']?.includes('/health')) {
      return { decision: SamplingDecision.NOT_RECORD };
    }
    return { decision: SamplingDecision.RECORD_AND_SAMPLED };
  }
}

与上下文传播的关系​

采样决策通过traceflags在服务间传播，这是W3C TraceContext规范的一部分：

Header: traceparent: 00-4bf92f3577b34da6a3ce929d0e0e4736-00f067aa0ba902b7-01
                                                         ^^ 采样标志位(01=采样)

总结​

关键要点：

  • 父级采样确保分布式追踪的完整性
  • 采样决策通过上下文自动传播
  • 可以组合多种采样策略满足不同需求
  • 根Span使用独立采样策略

延伸学习​

推荐练习：

  1. 尝试修改采样比例观察追踪数据变化
  2. 实现一个基于HTTP方法的采样器
  3. 测试跨服务边界的采样传播

附加资源：