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在 N-Tier 架構下的跨層 Trace 與近端模擬

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ntier-trace

🔗 GitHub 原始碼:https://github.com/jeff377/bee-library

在企業系統開發中,常見的 N-Tier 架構會將 UI、API、Business、Db 等層拆分並跨伺服器部署。
這種分層雖然能提升可維護性與擴充性,但也帶來挑戰:跨層 Trace 難以一次性觀測完整流程

BeeNET 提供的 Trace 機制JSON-RPC 近端連線模擬,正是為了解決這個問題:

  • 讓開發者能清楚掌握作業流程與耗時分佈
  • 協助快速定位效能瓶頸
  • 在開發環境中完成「一次性 Trace」,再對照正式環境找出問題

1️⃣ 架構背景

BeeNET 採五層式 N-Tier 架構

UI → Connect → API → Business (BO) → Db → 資料庫
  • 前端:WinForms、MAUI、Blazor
  • API 呼叫層:Bee.Connect 封裝近端/遠端呼叫
  • 後端 API:Bee.Api.* 接收 JSON-RPC 請求
  • 業務邏輯層:Bee.Business(BusinessObject / FormBusinessObject)
  • 資料層:Bee.Db 封裝 SQL 與資料庫操作

Trace 的價值在於協助開發者:

  • 掌握作業流程與呼叫層級
  • 確認哪些 BO 負責處理動作
  • 分析跨層與分段耗時
  • 快速定位效能瓶頸或錯誤來源

2️⃣ Trace 機制

🔑 核心元件

類別 功能
Tracer 提供 Start / End / Write 建立追蹤事件
TraceContext 保存層級、名稱、細節與計時器
TraceEvent 結構化事件(Start / End / Point,含耗時與狀態)
TraceLayer 區分 UI、ApiClient、ApiServer、Business、Data
TraceListener 監控器,呼叫 ITraceWriter 輸出事件
ITraceWriter 輸出介面,可實作檔案、Console 或 UI 顯示
FormTraceWriter 範例:WinForms Trace Viewer

⚙️ 使用方式

① 啟用 Trace

SysInfo.TraceListener = new TraceListener(new FormTraceWriter(form));

② 區段追蹤

var ctx = Tracer.Start(TraceLayer.Business, "SubmitOrder", "開始送單");
try {
    _orderBo.Validate(orderId);
    _orderBo.Persist(orderId);
    Tracer.End(ctx, TraceStatus.Ok);
}
catch (Exception ex) {
    Tracer.End(ctx, TraceStatus.Error, ex.Message);
    throw;
}

③ 單點事件

Tracer.Write(TraceLayer.Data, "SQL", "Execute SaveOrder", TraceStatus.Ok);

📊 輸出內容

每筆事件包含:

  • Time:發生時間
  • Layer:層級(UI、ApiClient、ApiServer、Business、Data)
  • Name:動作名稱
  • Detail:額外描述(如 SQL、API 路由)
  • DurationMs:耗時(僅區段 End 有值)
  • Status:執行結果(Ok、Error、Cancelled)
  • Kind:事件類型(Start、End、Point)

🚀 案例:效能問題定位

案例:使用者回報「建立訂單很慢」。

Trace Tree 顯示:

ApiServer.SubmitOrder (310ms)
 └─ Business.OrderBo.Persist (240ms)
     └─ Data.SqlOrderRepository.Save (220ms)

👉 瓶頸在資料層,應優先檢查 SQL 與索引。


🧭 Trace 解讀實務

  1. 確認流程:依事件順序觀察呼叫路徑
  2. 責任定位:檢查 BO/Repository,知道由誰處理
  3. 效能分析:比較各區段耗時,找出最慢的環節
  4. 錯誤處理:觀察 Status=Error 事件,搭配統一例外訊息規範,快速定位問題

3️⃣ JSON-RPC 近端連線

為什麼需要?

利用 JSON-RPC「近端連線模擬」把跨機器流程拉回本機,完成端到端 Trace,讓開發人員能完整觀測 UI → Connect → API → BO → DB 的流程。

  • 正式環境:前端與後端分離,呼叫經過 HTTP/HTTPS,Trace 被拆成兩段
  • 開發環境:利用 LocalMode 直呼 BO,呼叫流程不經網路堆疊,整條流程跑在同一行程,Trace 覆蓋全層

模式比較

  • 遠端模式:UI → Connect(HTTP/HTTPS)→ API Server → BO → DB
  • 近端模式:UI → Connect(直呼 BO)→ BO → DB
    • 保留 JSON-RPC 封裝,確保程式碼路徑一致
    • Trace 可一次涵蓋 UI → BO → DB

✅ 結論

  • BeeNET 的 Trace 機制能精確記錄流程、責任歸屬與耗時
  • JSON-RPC 近端連線模擬 可在開發環境完成「一次性 Trace」,快速鎖定瓶頸
  • 正式環境再切回遠端模式,對照 Trace 資料即可判斷問題是程式邏輯還是網路/部署

📘 HackMD 原文筆記:
👉 https://hackmd.io/@jeff377/ntier-trace

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