Esaminare la latenza in un componente Spanner con OpenCensus

Nota: OpenCensus è deprecato. Ti consigliamo di utilizzare OpenTelemetry per acquisire e visualizzare le metriche di osservabilità di Spanner. Per maggiori informazioni, consulta Esaminare la latenza in un componente Spanner con OpenTelemetry.

Questo argomento descrive come esaminare un componente Spanner per trovare l'origine della latenza e visualizzare la latenza utilizzando OpenCensus. Per una panoramica generale dei componenti in questo argomento, consulta Punti di latenza in una richiesta Spanner.

Le librerie client di Spanner forniscono statistiche e tracce sull'uso del framework di osservabilità OpenCensus. Questo framework fornisce insight sugli elementi interni del client e aiuta a risolvere i problemi di latenza end-to-end (round-trip). Per impostazione predefinita, il framework è disattivato.

Prima di iniziare

Utilizza la procedura descritta in Identificare il punto di latenza per trovare i componenti o i componenti che mostrano la latenza.

Acquisisci e visualizza la latenza di round trip del client

La latenza di round trip del client è il tempo (in millisecondi) che intercorre tra il primo byte della richiesta API Spanner che il client invia al database (tramite sia il front-end Google Front End (GFE) sia il front-end dell'API Spanner) e l'ultimo byte di risposta che il client riceve dal database.

Acquisisci la latenza di round trip del client

Nota: prima di iniziare ad acquisire questo tipo di latenza, familiarizza con le metriche personalizzate associate a OpenCensus. Devi rendere disponibili per la tua applicazione le librerie delle metriche OpenCensus e l'esportatore di Stackdriver. Per maggiori informazioni su come renderle disponibili, consulta l'articolo Installare OpenCensus.

Puoi acquisire la latenza di round trip del client per le seguenti lingue:

Java

static void captureGrpcMetric(DatabaseClient dbClient) {
  // Add io.grpc:grpc-census and io.opencensus:opencensus-exporter-stats-stackdriver
  //  dependencies to enable gRPC metrics.

  // Register basic gRPC views.
  RpcViews.registerClientGrpcBasicViews();

  // Enable OpenCensus exporters to export metrics to Stackdriver Monitoring.
  // Exporters use Application Default Credentials to authenticate.
  // See https://developers.google.com/identity/protocols/application-default-credentials
  // for more details.
  try {
    StackdriverStatsExporter.createAndRegister();
  } catch (IOException | IllegalStateException e) {
    System.out.println("Error during StackdriverStatsExporter");
  }

  try (ResultSet resultSet =
      dbClient
          .singleUse() // Execute a single read or query against Cloud Spanner.
          .executeQuery(Statement.of("SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums"))) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %d %s", resultSet.getLong(0), resultSet.getLong(1), resultSet.getString(2));
    }
  }
}

Go

import (
	"context"
	"fmt"
	"io"
	"regexp"

	"cloud.google.com/go/spanner"
	"google.golang.org/api/iterator"

	"contrib.go.opencensus.io/exporter/stackdriver"
	"go.opencensus.io/plugin/ocgrpc"
	"go.opencensus.io/stats/view"
)

var validDatabasePattern = regexp.MustCompile("^projects/(?P<project>[^/]+)/instances/(?P<instance>[^/]+)/databases/(?P<database>[^/]+)$")

func queryWithGRPCMetric(w io.Writer, db string) error {
	projectID, _, _, err := parseDatabaseName(db)
	if err != nil {
		return err
	}

	ctx := context.Background()
	client, err := spanner.NewClient(ctx, db)
	if err != nil {
		return err
	}
	defer client.Close()

	// Register OpenCensus views.
	if err := view.Register(ocgrpc.DefaultClientViews...); err != nil {
		return err
	}

	// Create OpenCensus Stackdriver exporter.
	sd, err := stackdriver.NewExporter(stackdriver.Options{
		ProjectID: projectID,
	})
	if err != nil {
		return err
	}
	// It is imperative to invoke flush before your main function exits
	defer sd.Flush()

	// Start the metrics exporter
	sd.StartMetricsExporter()
	defer sd.StopMetricsExporter()

	stmt := spanner.Statement{SQL: `SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums`}
	iter := client.Single().Query(ctx, stmt)
	defer iter.Stop()
	for {
		row, err := iter.Next()
		if err == iterator.Done {
			return nil
		}
		if err != nil {
			return err
		}
		var singerID, albumID int64
		var albumTitle string
		if err := row.Columns(&singerID, &albumID, &albumTitle); err != nil {
			return err
		}
		fmt.Fprintf(w, "%d %d %s\n", singerID, albumID, albumTitle)
	}
}

func parseDatabaseName(databaseUri string) (project, instance, database string, err error) {
	matches := validDatabasePattern.FindStringSubmatch(databaseUri)
	if len(matches) == 0 {
		return "", "", "", fmt.Errorf("failed to parse database name from %q according to pattern %q",
			databaseUri, validDatabasePattern.String())
	}
	return matches[1], matches[2], matches[3], nil
}

Visualizza la latenza di round trip del client

Dopo aver recuperato le metriche, puoi visualizzare la latenza di andata e ritorno del client in Cloud Monitoring.

Di seguito è riportato un esempio di grafico che illustra la latenza del 5° percentile per la metrica latenza di andata e ritorno del client. Per modificare la latenza percentile al 50° o al 99° percentile, utilizza il menu Aggregatore.

Il programma crea una vista OpenCensus chiamata roundtrip_latency. Questa stringa diventa parte del nome della metrica quando viene esportata in Cloud Monitoring.

Acquisizione e visualizzazione della latenza GFE

La latenza di Google Front End (GFE) è il periodo di tempo (in millisecondi) che intercorre tra il momento in cui la rete Google riceve una chiamata di procedura remota dal client e il momento in cui il GFE riceve il primo byte della risposta.

Acquisizione della latenza GFE

Puoi acquisire la latenza dei GFE nelle seguenti lingue:

Java

static void captureGfeMetric(DatabaseClient dbClient) {
  // Capture GFE Latency.
  SpannerRpcViews.registerGfeLatencyView();

  // Capture GFE Latency and GFE Header missing count.
  // SpannerRpcViews.registerGfeLatencyAndHeaderMissingCountViews();

  // Capture only GFE Header missing count.
  // SpannerRpcViews.registerGfeHeaderMissingCountView();

  // Enable OpenCensus exporters to export metrics to Stackdriver Monitoring.
  // Exporters use Application Default Credentials to authenticate.
  // See https://developers.google.com/identity/protocols/application-default-credentials
  // for more details.
  try {
    StackdriverStatsExporter.createAndRegister();
  } catch (IOException | IllegalStateException e) {
    System.out.println("Error during StackdriverStatsExporter");
  }

  try (ResultSet resultSet =
      dbClient
          .singleUse() // Execute a single read or query against Cloud Spanner.
          .executeQuery(Statement.of("SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums"))) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %d %s", resultSet.getLong(0), resultSet.getLong(1), resultSet.getString(2));
    }
  }
}

Go

// We are in the process of adding support in the Cloud Spanner Go Client Library
// to capture the gfe_latency metric.

import (
	"context"
	"fmt"
	"io"
	"strconv"
	"strings"

	spanner "cloud.google.com/go/spanner/apiv1"
	gax "github.com/googleapis/gax-go/v2"
	sppb "google.golang.org/genproto/googleapis/spanner/v1"
	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/metadata"

	"contrib.go.opencensus.io/exporter/stackdriver"
	"go.opencensus.io/stats"
	"go.opencensus.io/stats/view"
	"go.opencensus.io/tag"
)

// OpenCensus Tag, Measure and View.
var (
	KeyMethod    = tag.MustNewKey("grpc_client_method")
	GFELatencyMs = stats.Int64("cloud.google.com/go/spanner/gfe_latency",
		"Latency between Google's network receives an RPC and reads back the first byte of the response", "ms")
	GFELatencyView = view.View{
		Name:        "cloud.google.com/go/spanner/gfe_latency",
		Measure:     GFELatencyMs,
		Description: "Latency between Google's network receives an RPC and reads back the first byte of the response",
		Aggregation: view.Distribution(0.0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.3, 0.6, 0.8, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 8.0, 10.0, 13.0,
			16.0, 20.0, 25.0, 30.0, 40.0, 50.0, 65.0, 80.0, 100.0, 130.0, 160.0, 200.0, 250.0,
			300.0, 400.0, 500.0, 650.0, 800.0, 1000.0, 2000.0, 5000.0, 10000.0, 20000.0, 50000.0,
			100000.0),
		TagKeys: []tag.Key{KeyMethod}}
)

func queryWithGFELatency(w io.Writer, db string) error {
	projectID, _, _, err := parseDatabaseName(db)
	if err != nil {
		return err
	}

	ctx := context.Background()
	client, err := spanner.NewClient(ctx)
	if err != nil {
		return err
	}
	defer client.Close()

	// Register OpenCensus views.
	err = view.Register(&GFELatencyView)
	if err != nil {
		return err
	}

	// Create OpenCensus Stackdriver exporter.
	sd, err := stackdriver.NewExporter(stackdriver.Options{
		ProjectID: projectID,
	})
	if err != nil {
		return err
	}
	// It is imperative to invoke flush before your main function exits
	defer sd.Flush()

	// Start the metrics exporter
	sd.StartMetricsExporter()
	defer sd.StopMetricsExporter()

	// Create a session.
	req := &sppb.CreateSessionRequest{Database: db}
	session, err := client.CreateSession(ctx, req)
	if err != nil {
		return err
	}

	// Execute a SQL query and retrieve the GFE server-timing header in gRPC metadata.
	req2 := &sppb.ExecuteSqlRequest{
		Session: session.Name,
		Sql:     `SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums`,
	}
	var md metadata.MD
	resultSet, err := client.ExecuteSql(ctx, req2, gax.WithGRPCOptions(grpc.Header(&md)))
	if err != nil {
		return err
	}
	for _, row := range resultSet.GetRows() {
		for _, value := range row.GetValues() {
			fmt.Fprintf(w, "%s ", value.GetStringValue())
		}
		fmt.Fprintf(w, "\n")
	}

	// The format is: "server-timing: gfet4t7; dur=[GFE latency in ms]"
	srvTiming := md.Get("server-timing")[0]
	gfeLtcy, err := strconv.Atoi(strings.TrimPrefix(srvTiming, "gfet4t7; dur="))
	if err != nil {
		return err
	}
	// Record GFE t4t7 latency with OpenCensus.
	ctx, err = tag.New(ctx, tag.Insert(KeyMethod, "ExecuteSql"))
	if err != nil {
		return err
	}
	stats.Record(ctx, GFELatencyMs.M(int64(gfeLtcy)))

	return nil
}

Visualizzare la latenza dei GFE

Dopo aver recuperato le metriche, puoi visualizzare la latenza dei GFE in Cloud Monitoring.

Ecco un esempio di grafico che illustra la latenza del 5° percentile per la metrica di latenza GFE. Per modificare la latenza percentile al 50° o al 99° percentile, utilizza il menu Aggregatore.

Il programma crea una vista OpenCensus chiamata gfe_latency. Questa stringa diventa parte del nome della metrica quando viene esportata in Cloud Monitoring.

Acquisisci e visualizza la latenza delle richieste API Spanner

La latenza delle richieste API Spanner è il tempo (in secondi) tra il primo byte di una richiesta che il frontend dell'API Spanner riceve e l'ultimo byte di una risposta inviata dal frontend dell'API Spanner.

Acquisizione della latenza delle richieste API Spanner

Per impostazione predefinita, questa latenza è disponibile nelle metriche di Cloud Monitoring. Non devi fare nulla per acquisirla ed esportarla.

Visualizza la latenza delle richieste API Spanner

Puoi utilizzare lo strumento di creazione dei grafici Metrics Explorer per visualizzare il grafico per la metrica spanner.googleapis.com/api/request_latencies in Cloud Monitoring.

Ecco un esempio di grafico che illustra la latenza del 5° percentile per la metrica di latenza delle richieste dell'API Spanner. Per modificare la latenza percentile al 50° o al 99° percentile, utilizza il menu Aggregatore.

Acquisisci e visualizza la latenza delle query

La latenza delle query è il tempo (in millisecondi) necessario per eseguire query SQL nel database Spanner.

Acquisisci latenza delle query

Puoi acquisire la latenza delle query nelle seguenti lingue:

Java

private static final String MILLISECOND = "ms";
static final List<Double> RPC_MILLIS_BUCKET_BOUNDARIES =
    Collections.unmodifiableList(
        Arrays.asList(
            0.0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.3, 0.6, 0.8, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 8.0, 10.0, 13.0,
            16.0, 20.0, 25.0, 30.0, 40.0, 50.0, 65.0, 80.0, 100.0, 130.0, 160.0, 200.0, 250.0,
            300.0, 400.0, 500.0, 650.0, 800.0, 1000.0, 2000.0, 5000.0, 10000.0, 20000.0, 50000.0,
            100000.0));
static final Aggregation AGGREGATION_WITH_MILLIS_HISTOGRAM =
    Distribution.create(BucketBoundaries.create(RPC_MILLIS_BUCKET_BOUNDARIES));

static MeasureDouble QUERY_STATS_ELAPSED =
    MeasureDouble.create(
        "cloud.google.com/java/spanner/query_stats_elapsed",
        "The execution of the query",
        MILLISECOND);

// Register the view. It is imperative that this step exists,
// otherwise recorded metrics will be dropped and never exported.
static View QUERY_STATS_LATENCY_VIEW = View
    .create(Name.create("cloud.google.com/java/spanner/query_stats_elapsed"),
        "The execution of the query",
        QUERY_STATS_ELAPSED,
        AGGREGATION_WITH_MILLIS_HISTOGRAM,
        Collections.emptyList());

static ViewManager manager = Stats.getViewManager();
private static final StatsRecorder STATS_RECORDER = Stats.getStatsRecorder();

static void captureQueryStatsMetric(DatabaseClient dbClient) {
  manager.registerView(QUERY_STATS_LATENCY_VIEW);

  // Enable OpenCensus exporters to export metrics to Cloud Monitoring.
  // Exporters use Application Default Credentials to authenticate.
  // See https://developers.google.com/identity/protocols/application-default-credentials
  // for more details.
  try {
    StackdriverStatsExporter.createAndRegister();
  } catch (IOException | IllegalStateException e) {
    System.out.println("Error during StackdriverStatsExporter");
  }

  try (ResultSet resultSet = dbClient.singleUse()
      .analyzeQuery(Statement.of("SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums"),
          QueryAnalyzeMode.PROFILE)) {

    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %d %s", resultSet.getLong(0), resultSet.getLong(1), resultSet.getString(2));
    }
    Value value = resultSet.getStats().getQueryStats()
        .getFieldsOrDefault("elapsed_time", Value.newBuilder().setStringValue("0 msecs").build());
    double elapasedTime = Double.parseDouble(value.getStringValue().replaceAll(" msecs", ""));
    STATS_RECORDER.newMeasureMap()
        .put(QUERY_STATS_ELAPSED, elapasedTime)
        .record();
  }
}

Go

import (
	"context"
	"fmt"
	"io"
	"strconv"
	"strings"

	"cloud.google.com/go/spanner"
	"google.golang.org/api/iterator"

	"contrib.go.opencensus.io/exporter/stackdriver"
	"go.opencensus.io/stats"
	"go.opencensus.io/stats/view"
	"go.opencensus.io/tag"
)

// OpenCensus Tag, Measure and View.
var (
	QueryStatsElapsed = stats.Float64("cloud.google.com/go/spanner/query_stats_elapsed",
		"The execution of the query", "ms")
	QueryStatsLatencyView = view.View{
		Name:        "cloud.google.com/go/spanner/query_stats_elapsed",
		Measure:     QueryStatsElapsed,
		Description: "The execution of the query",
		Aggregation: view.Distribution(0.0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.3, 0.6, 0.8, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 8.0, 10.0, 13.0,
			16.0, 20.0, 25.0, 30.0, 40.0, 50.0, 65.0, 80.0, 100.0, 130.0, 160.0, 200.0, 250.0,
			300.0, 400.0, 500.0, 650.0, 800.0, 1000.0, 2000.0, 5000.0, 10000.0, 20000.0, 50000.0,
			100000.0),
		TagKeys: []tag.Key{}}
)

func queryWithQueryStats(w io.Writer, db string) error {
	projectID, _, _, err := parseDatabaseName(db)
	if err != nil {
		return err
	}

	ctx := context.Background()
	client, err := spanner.NewClient(ctx, db)
	if err != nil {
		return err
	}
	defer client.Close()

	// Register OpenCensus views.
	err = view.Register(&QueryStatsLatencyView)
	if err != nil {
		return err
	}

	// Create OpenCensus Stackdriver exporter.
	sd, err := stackdriver.NewExporter(stackdriver.Options{
		ProjectID: projectID,
	})
	if err != nil {
		return err
	}
	// It is imperative to invoke flush before your main function exits
	defer sd.Flush()

	// Start the metrics exporter
	sd.StartMetricsExporter()
	defer sd.StopMetricsExporter()

	// Execute a SQL query and get the query stats.
	stmt := spanner.Statement{SQL: `SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums`}
	iter := client.Single().QueryWithStats(ctx, stmt)
	defer iter.Stop()
	for {
		row, err := iter.Next()
		if err == iterator.Done {
			// Record query execution time with OpenCensus.
			elapasedTime := iter.QueryStats["elapsed_time"].(string)
			elapasedTimeMs, err := strconv.ParseFloat(strings.TrimSuffix(elapasedTime, " msecs"), 64)
			if err != nil {
				return err
			}
			stats.Record(ctx, QueryStatsElapsed.M(elapasedTimeMs))
			return nil
		}
		if err != nil {
			return err
		}
		var singerID, albumID int64
		var albumTitle string
		if err := row.Columns(&singerID, &albumID, &albumTitle); err != nil {
			return err
		}
		fmt.Fprintf(w, "%d %d %s\n", singerID, albumID, albumTitle)
	}
}

Visualizza la latenza delle query

Dopo aver recuperato le metriche, puoi visualizzare la latenza delle query in Cloud Monitoring.

Ecco un esempio di grafico che illustra la latenza del 5° percentile per la metrica di latenza delle query. Per modificare la latenza percentile al 50° o al 99° percentile, utilizza il menu Aggregatore.

Il programma crea una vista OpenCensus chiamata query_stats_elapsed. Questa stringa diventa parte del nome della metrica quando viene esportata in Cloud Monitoring.

Passaggi successivi

• Scopri di più su OpenCensus.

• Scopri come utilizzare le metrics per diagnosticare la latenza.