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面试题:Python日志记录与异常追踪之性能优化与分布式场景

在一个分布式Python系统中,多个服务之间通过消息队列进行通信。每个服务都有自己的日志记录和异常追踪。现在面临的挑战是如何在保证系统性能的前提下,实现全链路的日志关联和异常追踪,以便快速定位跨服务调用中的问题。请阐述你的思路和可能用到的技术、工具。
29.0万 热度难度
编程语言Python

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试

思路

  1. 生成唯一标识:在系统入口为每个请求生成一个全局唯一的请求ID(例如UUID),这个ID将贯穿整个请求在各个服务间的调用链路。
  2. 传递标识:通过消息队列传递消息时,将请求ID作为消息的一部分一起发送,确保每个服务处理该请求时都能获取到这个ID。
  3. 记录标识:每个服务在记录日志时,将请求ID包含在日志信息中,以便后续通过请求ID来聚合和关联不同服务产生的日志。
  4. 异常处理与标识关联:当服务发生异常时,将请求ID与异常信息一起记录,并通过消息队列发送到专门的异常处理服务,便于追踪异常发生的具体链路。

技术与工具

  1. 日志记录
    • Python内置logging模块:通过自定义Formatter将请求ID添加到日志记录格式中。例如:
import logging

class RequestIDFilter(logging.Filter):
    def __init__(self, request_id):
        self.request_id = request_id

    def filter(self, record):
        record.request_id = self.request_id
        return True

logger = logging.getLogger(__name__)
request_id = "123e4567-e89b-12d3-a456-426614174000"
filter = RequestIDFilter(request_id)
logger.addFilter(filter)
formatter = logging.Formatter('%(asctime)s - %(request_id)s - %(levelname)s - %(message)s')
ch = logging.StreamHandler()
ch.setFormatter(formatter)
logger.addHandler(ch)
- **第三方日志库**:如`structlog`,它提供了更灵活和强大的日志记录功能,便于添加请求ID等上下文信息。

2. 消息队列 - RabbitMQ:可靠的消息队列,支持消息持久化、多种消息模式等。可以在消息属性中添加请求ID。 - Kafka:高吞吐量的分布式消息系统,适合大数据量的消息传递场景。通过自定义消息头传递请求ID。 3. 异常追踪 - Sentry:强大的实时事件日志记录和聚合平台,能够捕获Python应用中的异常,并通过添加请求ID作为标签,方便在Sentry界面上按请求ID筛选和追踪异常。 - 自定义异常处理服务:可以基于Flask或Django搭建一个简单的服务,接收来自各个服务发送的包含请求ID的异常消息,并存储到数据库(如Elasticsearch)中,方便查询和分析。 4. 链路追踪 - OpenTelemetry:可用于分布式系统的链路追踪,它能生成和传播追踪上下文(包含trace ID和span ID等),与请求ID配合使用,可以更详细地了解请求在各个服务间的调用路径和时间消耗,辅助定位问题。