SpringBoot项目注入 traceId 来追踪整个请求的日志链路

SpringBoot项目注入 traceId 来追踪整个请求的日志链路，有了 traceId，我们在排查问题的时候，可以迅速根据 traceId 查找到相关请求的日志，特别是在生产环境的时候，用户可能只提供一个错误截图，我们作为开发人员想要更详细的日志，这时候我们就可以直接根据用户提供的 traceId 来查找用户这次请求的整个日志，会方便很多。

springboot 单体项目没办法做到有 traceId 一样的效果吗？

即使是在单体应用中，为请求添加一个唯一的traceId以追踪整个请求链路的日志也是完全可行的。虽然Spring Cloud Sleuth等工具主要用于分布式系统中的链路追踪，但在单体Spring Boot应用中你仍然可以通过一些方法来实现类似的功能。下面是一个基本的方法来手动实现这样的功能：

手动实现 traceId 注入

1. 创建一个过滤器或拦截器：你可以创建一个Servlet过滤器或者Spring的拦截器，用于在每个请求到达时生成一个唯一的traceId（如果不存在的话），并将其存储到当前线程的上下文中。

2. 使用MDC（Mapped Diagnostic Context）：SLF4J提供了MDC工具，可以用来保存日志的上下文信息。你可以在过滤器或拦截器中将traceId放入MDC中，这样所有的日志记录器都可以自动包含这个ID。示例代码：

TraceIdFilter ：

# 我这里用的是 jdk17, 所以 servlet 工具类被移动到了 jakarta 包下，如果你用的是比较老的 jdk, 可以删除后重新导入 servlet 的类。
import jakarta.servlet.FilterChain;
import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.slf4j.MDC;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter;

import java.io.IOException;
import java.util.UUID;
@Compone
nt
public class TraceIdFilter extends OncePerRequestFilter {

    private static final String TRACE_ID = "traceId";

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)
            throws ServletException, IOException {
        String traceId = request.getHeader(TRACE_ID);
        if (traceId == null) {
            traceId = UUID.randomUUID().toString();
        }
        MDC.put(TRACE_ID, traceId);
        try {
            filterChain.doFilter(request, response);
        } finally {
            MDC.remove(TRACE_ID);
        }
    }
}

3. 配置日志格式：确保你的日志配置文件（如logback.xml、log4j2.xml等）中包含了输出traceId的配置。例如，在logback中，你可以这样做：

<configuration>
    <appender name="CONSOLE" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} - [%thread] %-5level %logger{36} - [%X{traceId}] - %msg%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <root level="info">
        <appender-ref ref="CONSOLE"/>
    </root>
</configuration>

我的项目使用的是 logback-spring.xml ，我的文件完整内容如下：
logback-spring.xml:

<configuration debug="true">

    <!-- 引用Spring Boot全局配置文件中的日期格式配置项 -->
    <springProperty scope="context" name="dateformat" source="logging.pattern.dateformat" defaultValue="yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS"/>
    <springProperty scope="context" name="APP_NAME"  source="spring.application.name"/>
    <springProperty scope="context" name="LOG_FILE"  source="logging.file.path"/>
    <!-- 定义颜色编码 -->
    <conversionRule conversionWord="clr" converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.ColorConverter"/>
    <conversionRule conversionWord="wEx" converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.WhitespaceThrowableProxyConverter"/>

    <!-- 定义日志输出到控制台的appender -->
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%clr(%d{${dateformat}}){faint} %clr(${LOG_LEVEL_PATTERN:-%5p}) %clr([%15.15t]){faint} [%-40.40logger{39}] [%X{traceId}] %clr(%msg%n){faint}%wEx</pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <!-- 开发环境配置 -->
    <springProfile name="local | test">
        <root level="DEBUG">
            <appender-ref ref="STDOUT" />
        </root>

        <!-- 开发环境专属的详细日志 -->
        <logger name="com.tylerzhong" level="TRACE" additivity="false">
            <appender-ref ref="STDOUT" />
        </logger>
    </springProfile>

    <springProfile name="dev | prod">
        <!-- 文件日志：输出全部日志到文件 -->
        <appender name="FILE_INFO_LOG" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <file>${LOG_FILE}/${APP_NAME}.log</file>
            <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
                <level>ERROR</level>
                <onMatch>ACCEPT</onMatch>
                <onMismatch>ACCEPT</onMismatch>
            </filter>
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
                <fileNamePattern>${LOG_FILE}/${APP_NAME}.%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
                <maxHistory>180</maxHistory>
                <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                    <maxFileSize>50MB</maxFileSize>
                </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
            </rollingPolicy>
            <encoder class="ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder">
                <pattern>%d{${dateformat}} [%thread] %-5level %logger{36} [%X{traceId}] - %msg%n</pattern>
                <charset>UTF-8</charset>
            </encoder>
        </appender>

        <!-- 错误日志：用于将错误日志输出到独立文件 -->
        <appender name="FILE_ERROR_LOG" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <file>${LOG_FILE}/error-${APP_NAME}.log</file>
            <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
                <level>ERROR</level>
                <onMatch>ACCEPT</onMatch>
                <onMismatch>DENY</onMismatch>
            </filter>
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
                <fileNamePattern>${LOG_FILE}/error-${APP_NAME}.%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
                <maxHistory>180</maxHistory>
                <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                    <maxFileSize>50MB</maxFileSize>
                </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
            </rollingPolicy>
            <encoder class="ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder">
                <pattern>%d{${dateformat}} [%thread] %-5level %logger{36} [%X{traceId}] - %msg%n</pattern>
                <charset>UTF-8</charset>
            </encoder>
        </appender>

        <root level="INFO">
            <appender-ref ref="STDOUT" />
            <appender-ref ref="FILE_INFO_LOG" />
            <appender-ref ref="FILE_ERROR_LOG" />
        </root>

    </springProfile>

</configuration>

关于更具体的日志输出配置，可以参考我的这篇文章《SpringBoot 项目配置日志输出》。

通过这种方式，你就可以在单体Spring Boot项目中为每个请求生成一个唯一的traceId，并通过日志输出它，从而实现在处理请求期间的所有日志条目都能关联起来的效果。这种方法不仅适用于单体应用，也可以作为理解更复杂的分布式追踪概念的基础。

这样配置之后，你在代码中打印日志的时候就会携带上 traceId 了。

 log.info("请求参数: {}", arg);

输出示例：

2025-02-26 19:25:02.187  INFO [nio-8070-exec-2] [com.tylerzhong.web.config.LoggingAspect       ] [ab85097a-6d31-44c3-bcfb-2bcc97b87ab9] 方法: TransferController.xxx(..)

当然，我们不止要将 traceId 输出到控制台，还需要将 traceId 返回给前端用户，这样用户找我们排查问题的时候，只需要给一个 traceId 给我们即可。

所以在返回的包装类中注入 traceId 返回给前端。
我的代码如下：

import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;
import org.slf4j.MDC;

@Getter
@NoArgsConstructor
public class Result<T> {
    private int code;
    private boolean flag;
    private String desc;
    private String cause;
    private String traceId;
    private T data;
    
    public Result(int code, boolean flag, String desc) {
        this.code = code;
        this.flag = flag;
        this.desc = desc;
    }
    
    public Result(int code, boolean flag, String desc, String traceId) {
        this.code = code;
        this.flag = flag;
        this.desc = desc;
        this.traceId = traceId;
    }

    public Result(int code, boolean flag, String desc, String cause, String traceId) {
        this.code = code;
        this.flag = flag;
        this.desc = desc;
        this.cause = cause;
        this.traceId = traceId;
    }

    public Result(int code, boolean flag, String desc, T data, String traceId) {
        this.code = code;
        this.flag = flag;
        this.desc = desc;
        this.data = data;
        this.traceId = traceId;
    }

    public static <T> Result<T> success() {
        return new Result<>(0, true, "成功", MDC.get("traceId"));
    }

    public static <T> Result<T> success(T data) {
        return new Result<>(0, true,"成功", data, MDC.get("traceId"));
    }

    public static <T> Result<T> fail(int code, String desc, String cause) {
        return new Result<>(code, false, desc, cause, MDC.get("traceId"));
    }
}

返回给前端的失败示例：

{
    "code": 405,
    "flag": false,
    "desc": "请求方式不支持.",
    "cause": "Request method 'POST' is not supported",
    "traceId": "ebd77e99-361c-47b3-8569-2d321d011418",
    "data": null
}

返回给前端的成功示例：

{
    "code": 0,
    "flag": true,
    "desc": "成功",
    "cause": null,
    "traceId": "07a3b99c-8cf8-45dc-a758-6c7636472cab",
    "data": {
        "count": 100,
        "name": "张三"
    }
}