Go 檢測範例

本文說明如何修改 Go 應用程式，使用開放原始碼 OpenTelemetry 架構收集追蹤記錄和指標資料，以及如何將結構化 JSON 記錄寫入標準輸出。本文也提供可安裝及執行的範例應用程式相關資訊。應用程式已設定為產生指標、追蹤記錄和記錄。

如要進一步瞭解插樁，請參閱下列文件：

• 儀表化和可觀測性。
• 選擇插碼方式。

注意： 本文僅顯示工作應用程式的選定部分。 舉例來說，範例不會顯示匯入的套件清單。不過，您可以在 GitHub 上找到完整應用程式。如要查看完整範例，請按一下「更多」，然後選取「在 GitHub 上查看」。

關於情境

OpenTelemetry 的「Context」機制可在程序內的 API 之間傳遞執行範圍的值。脈絡的重要用途是攜帶目前作用中的範圍，以便修改或在建立任何新範圍時，做為這些範圍的父項。摘要：

• 背景資訊是指在程序中，透過 API 傳播執行範圍值的機制，包括目前作用中的範圍。

• 跨度內容是每個跨度上的不可變動物件，包含追蹤 ID、跨度 ID，以及追蹤的旗標和狀態。

• 傳播是將內容在服務和程序之間移動的機制。

Go 標準程式庫的 context.Context 也會跨 API 邊界傳輸範圍值。通常，伺服器中的處理常式函式會接收傳入的 Context，並透過呼叫鏈將其傳遞至發出外送要求的任何用戶端。

Go 的標準程式庫 context.Context 用於實作 Go 中的 OpenTelemetry 內容。

事前準備

Enable the Cloud Logging, Cloud Monitoring, and Cloud Trace APIs.

Enable the APIs

檢測應用程式，收集追蹤記錄、指標和記錄檔

如要為應用程式進行檢測，以收集追蹤記錄和指標資料，並將結構化 JSON 寫入標準輸出，請按照本文件後續章節所述步驟操作：

1. 設定主要函式
2. 設定 OpenTelemetry
3. 設定結構化記錄
4. 在 HTTP 伺服器中新增檢測
5. 將追蹤記錄範圍與記錄和指標連結
6. 在 HTTP 用戶端中新增檢測
7. 寫入結構化記錄檔

設定主要函式

如要設定應用程式，使用 OpenTelemetry 寫入結構化記錄，並收集指標和追蹤資料，請更新 main 函式，設定 Go 結構化記錄套件 slog，以及設定 OpenTelemetry。

下列程式碼範例說明 main 函式，該函式會呼叫兩個輔助函式 setupLogging() 和 setupOpenTelemetry()。這些輔助函式會設定記錄套件和 OpenTelemetry。

如要查看完整範例，請按一下「更多」，然後選取「在 GitHub 上查看」。

func main() {
	ctx := context.Background()

	// Setup logging
	setupLogging()

	// Setup metrics, tracing, and context propagation
	shutdown, err := setupOpenTelemetry(ctx)
	if err != nil {
		slog.ErrorContext(ctx, "error setting up OpenTelemetry", slog.Any("error", err))
		os.Exit(1)
	}

	// Run the http server, and shutdown and flush telemetry after it exits.
	slog.InfoContext(ctx, "server starting...")
	if err = errors.Join(runServer(), shutdown(ctx)); err != nil {
		slog.ErrorContext(ctx, "server exited with error", slog.Any("error", err))
		os.Exit(1)
	}
}

設定記錄套件後，如要將記錄檔連結至追蹤資料，請將 Go Context 傳遞至記錄器。詳情請參閱本文的「寫入結構化記錄」一節。

設定 OpenTelemetry

如要使用 OTLP 通訊協定收集及匯出追蹤記錄和指標，請設定全域 TracerProvider 和 MeterProvider 例項。下列程式碼範例說明 setupOpenTelemetry 函式，該函式是從 main 函式呼叫：

func setupOpenTelemetry(ctx context.Context) (shutdown func(context.Context) error, err error) {
	var shutdownFuncs []func(context.Context) error

	// shutdown combines shutdown functions from multiple OpenTelemetry
	// components into a single function.
	shutdown = func(ctx context.Context) error {
		var err error
		for _, fn := range shutdownFuncs {
			err = errors.Join(err, fn(ctx))
		}
		shutdownFuncs = nil
		return err
	}

	// Configure Context Propagation to use the default W3C traceparent format
	otel.SetTextMapPropagator(autoprop.NewTextMapPropagator())

	// Configure Trace Export to send spans as OTLP
	texporter, err := autoexport.NewSpanExporter(ctx)
	if err != nil {
		err = errors.Join(err, shutdown(ctx))
		return
	}
	tp := trace.NewTracerProvider(trace.WithBatcher(texporter))
	shutdownFuncs = append(shutdownFuncs, tp.Shutdown)
	otel.SetTracerProvider(tp)

	// Configure Metric Export to send metrics as OTLP
	mreader, err := autoexport.NewMetricReader(ctx)
	if err != nil {
		err = errors.Join(err, shutdown(ctx))
		return
	}
	mp := metric.NewMeterProvider(
		metric.WithReader(mreader),
	)
	shutdownFuncs = append(shutdownFuncs, mp.Shutdown)
	otel.SetMeterProvider(mp)

	return shutdown, nil
}

先前的程式碼範例會設定全域 TextMapPropagator，以使用 W3C 追蹤內容格式傳播追蹤內容。這項設定可確保追蹤記錄中的範圍具有正確的父項與子項關係。

為確保所有待處理的遙測資料都已排清，且連線已正常關閉，setupOpenTelemetry 函式會傳回名為 shutdown 的函式，執行這些動作。

設定結構化記錄

如要將追蹤資訊納入寫入標準輸出的 JSON 格式記錄，請設定 Go 結構化記錄套件 slog。下列程式碼範例說明 setupLogging 函式，該函式是從 main 函式呼叫：

func setupLogging() {
	// Use json as our base logging format.
	jsonHandler := slog.NewJSONHandler(os.Stdout, &slog.HandlerOptions{ReplaceAttr: replacer})
	// Add span context attributes when Context is passed to logging calls.
	instrumentedHandler := handlerWithSpanContext(jsonHandler)
	// Set this handler as the global slog handler.
	slog.SetDefault(slog.New(instrumentedHandler))
}

先前的程式碼會呼叫 handlerWithSpanContext 函式，該函式會從 Context 例項擷取資訊，並將該資訊做為屬性新增至記錄檔。這些屬性可用於將記錄與追蹤記錄建立關聯：

• logging.googleapis.com/trace：與記錄項目相關聯的追蹤記錄資源名稱。
• logging.googleapis.com/spanId：與記錄項目相關聯的追蹤記錄時距 ID。
• logging.googleapis.com/trace_sampled：這個欄位的值必須是 true 或 false。

如要進一步瞭解這些欄位，請參閱 LogEntry 結構。

func handlerWithSpanContext(handler slog.Handler) *spanContextLogHandler {
	return &spanContextLogHandler{Handler: handler}
}

// spanContextLogHandler is a slog.Handler which adds attributes from the
// span context.
type spanContextLogHandler struct {
	slog.Handler
}

// Handle overrides slog.Handler's Handle method. This adds attributes from the
// span context to the slog.Record.
func (t *spanContextLogHandler) Handle(ctx context.Context, record slog.Record) error {
	// Get the SpanContext from the context.
	if s := trace.SpanContextFromContext(ctx); s.IsValid() {
		// Add trace context attributes following Cloud Logging structured log format described
		// in https://cloud.google.com/logging/docs/structured-logging#special-payload-fields
		record.AddAttrs(
			slog.Any("logging.googleapis.com/trace", s.TraceID()),
		)
		record.AddAttrs(
			slog.Any("logging.googleapis.com/spanId", s.SpanID()),
		)
		record.AddAttrs(
			slog.Bool("logging.googleapis.com/trace_sampled", s.TraceFlags().IsSampled()),
		)
	}
	return t.Handler.Handle(ctx, record)
}

func replacer(groups []string, a slog.Attr) slog.Attr {
	// Rename attribute keys to match Cloud Logging structured log format
	switch a.Key {
	case slog.LevelKey:
		a.Key = "severity"
		// Map slog.Level string values to Cloud Logging LogSeverity
		// https://cloud.google.com/logging/docs/reference/v2/rest/v2/LogEntry#LogSeverity
		if level := a.Value.Any().(slog.Level); level == slog.LevelWarn {
			a.Value = slog.StringValue("WARNING")
		}
	case slog.TimeKey:
		a.Key = "timestamp"
	case slog.MessageKey:
		a.Key = "message"
	}
	return a
}

在 HTTP 伺服器中新增檢測功能

如要將追蹤記錄和指標檢測作業新增至 HTTP 伺服器處理的要求，請使用 OpenTelemetry。下列範例使用 otelhttp 處理常式傳播內容，並用於追蹤和指標儀表化：

func runServer() error {
	handleHTTP("/single", handleSingle)
	handleHTTP("/multi", handleMulti)

	return http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

// handleHTTP handles the http HandlerFunc on the specified route, and uses
// otelhttp for context propagation, trace instrumentation, and metric
// instrumentation.
func handleHTTP(route string, handleFn http.HandlerFunc) {
	instrumentedHandler := otelhttp.NewHandler(otelhttp.WithRouteTag(route, handleFn), route)

	http.Handle(route, instrumentedHandler)
}

在先前的程式碼中，otelhttp 處理常式會使用全域 TracerProvider、MeterProvider 和 TextMapPropagator 例項。setupOpenTelemetry 函式會設定這些執行個體。

將追蹤記錄範圍與記錄和指標連結

如要連結伺服器和用戶端 span，並建立指標和記錄的關聯，請將 Go Context 執行個體傳遞至 HTTP 要求和您寫入記錄時。以下範例說明如何使用路由處理常式擷取 Go Context 執行個體，並將該執行個體傳遞至記錄器和 callSingle 函式，以便發出外送 HTTP 要求：

func handleMulti(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	subRequests := 3 + rand.Intn(4)
	// Write a structured log with the request context, which allows the log to
	// be linked with the trace for this request.
	slog.InfoContext(r.Context(), "handle /multi request", slog.Int("subRequests", subRequests))

	err := computeSubrequests(r, subRequests)
	if err != nil {
		http.Error(w, err.Error(), http.StatusBadGateway)
		return
	}

	fmt.Fprintln(w, "ok")
}

在先前的程式碼中，函式呼叫 r.Context() 會從 HTTP 要求擷取 Go Context。

在 HTTP 用戶端中新增檢測功能

如要將追蹤內容插入外送 HTTP 要求，並新增追蹤和指標檢測，請呼叫 otelhttp.Get 函式。在以下範例中，callSingle 函式會執行這項動作：

func callSingle(ctx context.Context) error {
	// otelhttp.Get makes an http GET request, just like net/http.Get.
	// In addition, it records a span, records metrics, and propagates context.
	res, err := otelhttp.Get(ctx, "http://localhost:8080/single")
	if err != nil {
		return err
	}

	return res.Body.Close()
}

在先前的程式碼中，otelhttp 處理常式會使用全域 TracerProvider、MeterProvider 和 TextMapPropagator 例項。setupOpenTelemetry 函式會設定這些執行個體。

寫入結構化記錄檔

如要寫入連結至追蹤記錄的結構化記錄檔，請使用 Go 的結構化記錄套件 slog，並將 Go Context 執行個體傳遞至記錄器。如要將記錄檔連結至範圍，必須使用 Go Context 執行個體。 舉例來說，下列陳述式說明如何呼叫 slog 的 InfoContext 方法，並示範如何將 subRequests 欄位新增至 JSON 執行個體：

slog.InfoContext(r.Context(), "handle /multi request", slog.Int("subRequests", subRequests))

執行設定為收集遙測資料的範例應用程式

範例應用程式使用與供應商無關的格式，包括記錄的 JSON 格式，以及指標和追蹤記錄的 OTLP 格式。如要將遙測資料傳送至 Google Cloud，這個範例會使用透過 Google 匯出工具設定的 OpenTelemetry Collector。應用程式中的負載產生器會向應用程式的路徑發出要求。

下載及部署應用程式

注意： 建議使用 Cloud Shell 執行範例應用程式。不過，如要在 Linux 或 Mac 上在本機執行範例應用程式，請略過下列操作說明的第一個步驟。

如要執行範例，請按照下列步驟操作：

1. In the Google Cloud console, activate Cloud Shell.

   Activate Cloud Shell

   At the bottom of the Google Cloud console, a Cloud Shell session starts and displays a command-line prompt. Cloud Shell is a shell environment with the Google Cloud CLI already installed and with values already set for your current project. It can take a few seconds for the session to initialize.

2. 複製存放區：

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/golang-samples
   

3. 前往 OpenTelemetry 目錄：

   cd golang-samples/opentelemetry/instrumentation
   

4. 建構並執行範例：

   docker compose up --abort-on-container-exit
   

   如果不是在 Cloud Shell 上執行，請執行應用程式，並讓 GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS 環境變數指向憑證檔案。應用程式預設憑證會在 $HOME/.config/gcloud/application_default_credentials.json 提供憑證檔案。

   # Set environment variables
   export GOOGLE_CLOUD_PROJECT="PROJECT_ID"
   export GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS="$HOME/.config/gcloud/application_default_credentials.json"
   export USERID="$(id -u)"
   
   # Run
   docker compose -f docker-compose.yaml -f docker-compose.creds.yaml up --abort-on-container-exit
   

查看指標

範例應用程式中的 OpenTelemetry 檢測會產生 Prometheus 指標，您可以使用 Metrics Explorer 查看這些指標：

• Prometheus/http_server_duration/histogram 記錄伺服器要求的持續時間，並將結果儲存在直方圖中。

• Prometheus/http_server_request_content_length_total/counter 會記錄 /multi 和 /single HTTP 路徑的要求內容長度。這項指標的測量值為累計值，也就是說，每個值都代表自開始收集值以來的總數。

• Prometheus/http_server_response_content_length_total/counter 會記錄 /multi 和 /single HTTP 路徑的回應內容長度。這項指標的測量結果為累計值。

如要查看範例應用程式產生的指標，請按照下列步驟操作：

1. 前往 Google Cloud 控制台的 「Metrics Explorer」頁面：

   前往 Metrics Explorer

   如果您是使用搜尋列尋找這個頁面，請選取子標題為「Monitoring」的結果。

2. 在 Google Cloud 控制台的工具列中，選取您的 Google Cloud 專案。 如要進行 App Hub 設定，請選取 App Hub 主專案或已啟用應用程式的資料夾的管理專案。
3. 在「指標」元素中，展開「選取指標」選單， 在篩選列中輸入 http_server， 然後使用子選單選取特定資源類型和指標：
   1. 在「Active resources」(有效資源) 選單中，選取「Prometheus Target」(Prometheus 目標)。
   2. 在「Active metric categories」(使用中的指標類別) 選單中，選取「Http」。
   3. 在「Active metrics」(使用中的指標) 選單中，選取指標。
   4. 按一下 [套用]。
4. 設定資料的顯示方式。
   

   如果指標的測量值是累計值，指標探索工具會自動以對齊週期將測量資料正規化，因此圖表會顯示比率。詳情請參閱「種類、型別和轉換」。

   測量整數或雙精度值時 (例如使用兩個 counter 指標)，Metrics Explorer 會自動加總所有時間序列。如要查看 /multi 和 /single HTTP 路由的資料，請將「Aggregation」(彙整) 項目中的第一個選單設為「None」(無)。

   如要進一步瞭解如何設定圖表，請參閱「使用 Metrics Explorer 時選取指標」。

查看追蹤記錄

追蹤資料可能需要幾分鐘才會顯示。舉例來說，當專案收到追蹤記錄資料時，Google Cloud Observability 可能需要建立資料庫來儲存該資料。建立資料庫可能需要幾分鐘，這段期間無法查看任何追蹤資料。

如要查看追蹤記錄資料，請按照下列步驟操作：

1. 前往 Google Cloud 控制台的「Trace Explorer」頁面：

   前往「Trace Explorer」頁面

   您也可以透過搜尋列找到這個頁面。

2. 在頁面的表格部分，選取跨度名稱為 /multi 的資料列。

3. 在「Trace details」(追蹤記錄詳細資料) 面板的甘特圖中，選取標示為 /multi 的時距。

   畫面上會開啟一個面板，顯示 HTTP 要求相關資訊。這些詳細資料包括方法、狀態碼、位元組數，以及呼叫者的使用者代理程式。

4. 如要查看與這項追蹤記錄相關聯的記錄檔，請選取「記錄檔和事件」分頁標籤。

   這個分頁會顯示個別記錄。如要查看記錄項目的詳細資料，請展開記錄項目。您也可以按一下「查看記錄」，然後使用記錄探索工具查看記錄。

如要進一步瞭解如何使用 Cloud Trace 探索工具，請參閱「尋找及探索追蹤記錄」。

查看記錄檔

您可以在記錄檔探索器中檢查記錄，也可以查看相關聯的追蹤記錄 (如有)。

1. 前往 Google Cloud 控制台的「Logs Explorer」頁面：

   前往「Logs Explorer」(記錄檔探索工具)

   如果您是使用搜尋列尋找這個頁面，請選取子標題為「Logging」的結果。

2. 找出說明為 handle /multi request 的記錄。

   如要查看記錄詳細資料，請展開記錄項目。在 jsonPayload 欄位中，有一個標示為 subRequests 的項目。這個項目是由 handleMulti 函式中的陳述式新增。

3. 在含有「handle /multi request」訊息的記錄項目上，按一下 「追蹤記錄」，然後選取「查看追蹤記錄詳細資料」。

   「Trace details」(追蹤記錄詳細資料) 面板隨即開啟，並顯示所選追蹤記錄。

   記錄資料可能比追蹤資料早幾分鐘提供。如果透過 ID 搜尋追蹤記錄或按照這項工作中的步驟查看追蹤記錄資料時發生錯誤，請稍候一到兩分鐘，然後重試。

如要進一步瞭解如何使用記錄檔探索工具，請參閱「使用記錄檔探索工具查看記錄檔」。

後續步驟

• OpenTelemetry
• OTLP 規格
• 結構化記錄
• 排解 Managed Service for Prometheus 的問題
• 排解 Cloud Trace 問題