.NET无侵入自动化探针的原理和主流实现是怎样的？

前言 最近，我在微信公众号和博客园分享了一篇关于.NET微服务系统迁移至.NET 6.0的故事的文章，引起了许多读者的关注。其中，许多人对基于 OpenTelemetry .NET 的观测指标和无侵入自动化探针颇感兴趣。事实上，我已计划抽出时间，与大家分享这方面的内容。 巧合的是，在二月末，我收到了来自 OpenTelemetry 中国社区的蒋志伟大佬的邀请，希望我能就 .NET 实现无侵入自动化探针的方法进行分享。因为关于Java等其他语言的自动化探针实现原理已有大量文章，但.NET领域却鲜有介绍，而社区对此也很感兴趣。 然而，因为 .NET 无侵入自动化探针的实现原理相当复杂，理解和完全掌握原理有很大差别。为确保文章质量和严谨性，撰写过程耗时较长，因此现在才能与大家见面。 APM探针 当我们提到 .NET 的 APM 时，许多人首先会想到 SkyWalking 。这是因为 SkyAPM-dotnet 是第一个支持.NET应用程序的开源非商业 APM 探针实现，目前很多 .NET 项目都采用了它。在此，我们要特别感谢刘浩杨等社区领袖的辛勤付出。 除了 SkyWalking 之外， Datadog APM 也是一款功能强大的商业应用性能监测工具，旨在帮助开发人员跟踪、优化并排查应用程序中的性能问题。Datadog APM 适用于多种编程语言和框架，包括 .NET 。通过使用 Datadog 丰富的功能和可视化仪表板，我们能够轻松地识别并改进性能瓶颈。 另一个比较知名的选择是 OpenTelemetry-dotnet-contrib ，这是 CNCF-OpenTelemetry 的 .NET 应用程序 APM 探针实现。虽然它的推出时间比 SkyAPM 和 Datadog APM 稍晚，但由于其开放的标准和开源的实现，许多 .NET 项目也选择使用它。 关于 APM 探针的实现原理，我们主要分为两类来介绍：平台相关指标和组件相关指标。接下来，我们将讨论如何采集这两类指标。 平台相关指标采集 那么APM探针都是如何采集 .NET 平台相关指标呢？其实采集这些指标在 .NET 上是非常简单的，因为.NET提供了相关的API接口，我们可以直接获得这些指标，这里指的平台指标是如 CPU 占用率、线程数量、GC 次数等指标。 比如在 SkyAPM-dotne t项目中，我们可以查看 SkyApm.Core 项目中的 Common 文件夹，文件夹中就有诸如里面有 CPU 指标、GC 指标等平台相关指标采集实现帮助类。 同样，在 OpenTelemetry-dotnet-contrib 项目中，我们可以在 Process 和 Runtime 文件夹中，查看进程和运行时等平台相关指标采集的实现。 这些都是简单的 API 调用，有兴趣的同学可以自行查看代码，本文就不再赘述这些内容。 组件相关指标采集 除了平台相关指标采集，还有组件相关的指标，这里所指的组件相关指标拿 ASP.NET Core 应用程序举例，我们接口秒并发是多少、一个请求执行了多久，在这个请求执行的时候访问了哪些中间件( Redis 、MySql 、Http 调用、RPC 等等)，访问中间件时传递的参数(Redis 命令、Sql 语句、请求响应体等等)是什么，访问中间件花费了多少时间。 在 SkyAPM-dotnet 项目中，我们可以直接在src目录找到这些组件相关指标采集的实现代码。 同样在 OpenTelemetry-dotnet-contrib 项目中，我们也可以在src目录找到这些组件相关指标采集代码。 如果看过这两个APM探针实现的朋友应该都知道，组件指标采集是非常依赖DiagnosticSource技术。.NET官方社区一直推荐的的方式是组件开发者自己在组件的关键路径进行埋点，使用DiagnosticSource的方式将事件传播出去，然后其它监测软件工具可以订阅DiagnosticListener来获取组件运行状态。 就拿 ASP.NET Core 来举例，组件源码中有[HostingApplicationDiagnostics.cs](https://github.com/dotnet/aspnetcore/blob/main/src/Hosting/Hosting/src/Internal/HostingApplicationDiagnostics.cs)这样一个类，这个类中定义了 Hosting 在请求处理过程中的几个事件。