微服务链路追踪组件Skywalking介绍

每天多学一点点~

话不多说，这就开始吧…

文章目录

微服务链路追踪组件Skywalking介绍
- 1.前言
- 2. 调用链选型
- 3. Skywalking整体架构
- 4. SkyWalking 环境搭建部署
- 5. SkyWalking Agent跟踪单个服务
- 6. SkyWalking Agent跟踪微服务
- 7. SkyWalking Agent持久化
- 8.SkyWalking Agent集群部署
- 9.SkyWalking Agent高阶特性
- 10 .结语

1.前言

之前一直想学习一下分布式链路调用，今天正好闲暇，遂研究研究~

对于一个大型的几十个、几百个微服务构成的微服务架构系统，通常会遇到下面一些问题，比如：

如何串联整个调用链路，快速定位问题？
如何理清各个微服务之间的依赖关系？
如何进行各个微服务接口的性能分折？
如何跟踪整个业务流程的调用处理顺序？

skywalking是一个国产开源框架，2015年由吴晟开源， 2017年加入Apache孵化器。skywalking是分布式系统的应用程序性能监视工具，专为微服务、云原生架构和基于容器（Docker、K8s、Mesos）架构而设计。SkyWalking 是观察性分析平台和应用性能管理系统，提供分布式追踪、服务网格遥测分析、度量聚合和可视化一体化解决方案。

官网：http://skywalking.apache.org/

下载：http://skywalking.apache.org/downloads/

Github：https://github.com/apache/skywalking

文档： https://skywalking.apache.org/docs/main/v8.4.0/readme/

中文文档： https://skyapm.github.io/document-cn-translation-of-skywalking/

2. 调用链选型

Zipkin是Twitter开源的调用链分析工具，目前基于springcloud sleuth得到了广泛的使用，特点是轻量，使用部署简单。
Pinpoint是韩国人开源的基于字节码注入的调用链分析，以及应用监控分析工具。特点是支持多种插件，UI功能强大，接入端无代码侵入。
SkyWalking是本土开源的基于字节码注入的调用链分析，以及应用监控分析工具。特点是支持多种插件，UI功能较强，接入端无代码侵入。目前已加入Apache孵化器。
CAT是大众点评开源的基于编码和配置的调用链分析，应用监控分析，日志采集，监控报警等一系列的监控平台工具。

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探针性能对比

模拟了三种并发用户：500，750，1000。使用jmeter测试，每个线程发送30个请求，设置思考时间为10ms。使用的采样率为1，即100%，这边与生产可能有差别。pinpoint默认的采样率为20，即50%，通过设置agent的配置文件改为100%。zipkin默认也是1。组合起来，一共有12种。下面看下汇总表：

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从上表可以看出，在三种链路监控组件中，skywalking的探针对吞吐量的影响最小，zipkin的吞吐量居中。pinpoint的探针对吞吐量的影响较为明显，在500并发用户时，测试服务的吞吐量从1385降低到774，影响很大。然后再看下CPU和memory的影响，在内部服务器进行的压测，对CPU和memory的影响都差不多在10%之内。

3. Skywalking整体架构

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整个架构分成四部分：

1、上部分Agent ：负责从应用中，收集链路信息，发送给 SkyWalking OAP 服务器；

2、下部分 SkyWalking OAP ：负责接收Agent发送的Tracing数据信息，然后进行分析(Analysis Core)，存储到外部存储器(Storage)，最终提供查询(Query)功能；

3、右部分Storage：Tracing数据存储，目前支持ES、MySQL、Sharding Sphere、TiDB、H2多种存储器，目前采用较多的是ES，主要考虑是SkyWalking开发团队自己的生产环境采用ES为主；

4、左部分SkyWalking UI：负责提供控制台，查看链路等等；

SkyWalking支持三种探针：

● Agent – 基于ByteBuddy字节码增强技术实现，通过jvm的agent参数加载，并在程序启动时拦截指定的方法来收集数据。

● SDK – 程序中显式调用SkyWalking提供的SDK来收集数据，对应用有侵入。

● Service Mesh – 通过Service mesh的网络代理来收集数据。

后端（Backend）

接受探针发送过来的数据，进行度量分析，调用链分析和存储。后端主要分为两部分：

● OAP（Observability Analysis Platform）- 进行度量分析和调用链分析的后端平台，并支持将数据存储到各种数据库中，如：ElasticSearch，MySQL，InfluxDB等。

● OAL（Observability Analysis Language）- 用来进行度量分析的DSL，类似于SQL，用于查询度量分析结果和警报。

界面(UI)

● RocketBot UI – SkyWalking 7.0.0 的默认web UI

● CLI – 命令行界面

这三个模块的交互流程：

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4. SkyWalking 环境搭建部署

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skywalking agent和业务系统绑定在一起，负责收集各种监控数据
Skywalking oapservice是负责处理监控数据的，比如接受skywalking agent的监控数据，并存储在数据库中;接受skywalking webapp的前端请求，从数据库查询数据，并返回数据给前端。Skywalking oapservice通常以集群的形式存在。
skywalking webapp，前端界面，用于展示数据。
用于存储监控数据的数据库，比如mysql、elasticsearch等。

准备一台虚拟机 192.168.73.132机器
下载

下载：http://skywalking.apache.org/downloads/

本文选用 8.4.0 版本

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目录结构

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搭建SkyWalking OAP 服务

这里先选用默认h2数据库(重启之后数据就没了，不会持久化)

启动脚本bin/startup.sh
若权限不够，则  chmod u+x *.sh

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启动成功后会启动两个服务，一个是skywalking-oap-server，一个是skywalking-web-ui

skywalking-oap-server服务启动后会暴露11800 和 12800 两个端口，分别为收集监控数据的端口11800 和接受前端请求的端口12800，修改端口可以修改config/applicaiton.yml

skywalking-web-ui服务会占用 8080 端口，修改端口可以修改webapp/webapp.yml

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server.port：SkyWalking UI服务端口，默认是8080；

collector.ribbon.listOfServers：SkyWalking OAP服务地址数组，SkyWalking UI界面的数据是通过请求SkyWalking OAP服务来获得；

成功之后访问 http://192.168.73.132:8080/

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5. SkyWalking Agent跟踪单个服务

SkyWalking 是零侵入的，所以用起来十分简单。

jar包方式启动

随便找一个springboot项目，以 springboot-skywalking-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar为例

java -javaagent:/usr/local/skywalking/apache-skywalking-apm-bin-es7/agent/skywalking-agent.jar -DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=127.0.0.1:11800 -DSW_AGENT_NAME=springboot-skywalking-demo -jar springboot-skywalking-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

这样就可以了，调调接口，ui界面就会有显示。

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在idea中使用

第一种是在服务器上使用，idea也十分简单。

注意点：本地idea启动一定要有 agent 这个文件夹

在idea中指定jvm参数即可：

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-javaagent:F:\java\apache-skywalking-apm-bin-es7\agent\skywalking-agent.jar
-DSW_AGENT_NAME=springboot-skywalking-demo
-DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=192.168.73.132:11800 
 # 192.168.73.132 为服务器地址

6. SkyWalking Agent跟踪微服务

Skywalking跨多个微服务跟踪，只需要每个微服务启动时添加javaagent参数即可。(参数中名字别起一样的记住)

但是这个和有坑，跟踪链路不显示gateway

拷贝agent/optional-plugins目录下的gateway插件到agent/plugins目录即可。

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这里启动三个服务，直接用idea测试一下：

微服务 
认证中心
-javaagent:F:\java\apache-skywalking-apm-bin-es7\agent\skywalking-agent.jar
-DSW_AGENT_NAME=cloud-authcenter
-DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=192.168.73.132:11800 

网关
-javaagent:F:\java\apache-skywalking-apm-bin-es7\agent\skywalking-agent.jar
-DSW_AGENT_NAME=cloud-gateway
-DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=192.168.73.132:11800 

农污
-javaagent:F:\java\apache-skywalking-apm-bin-es7\agent\skywalking-agent.jar
-DSW_AGENT_NAME=cloud-nongwu
-DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=192.168.73.132:11800

项目启动，调一下接口，skywalking界面如下：

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7. SkyWalking Agent持久化

基于mysql 的持久化

修改config目录下的application.yml，使用mysql作为持久化存储的仓库

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storage:
  #选择使用mysql   默认使用h2，不会持久化，重启skyWalking之前的数据会丢失
  selector: ${SW_STORAGE:mysql}
  #使用mysql作为持久化存储的仓库
  mysql:
    properties:
      #数据库连接地址
      jdbcUrl: ${SW_JDBC_URL:"jdbc:mysql://1ocalhost:3306/skywalking"}
      #用户名
      dataSource.user: ${SW_DATA_SOURCE_USER:root}
      #密码
      dataSource.password: ${SW_DATA_SOURCE_PASSWORD:root}

注意：需要添加mysql数据驱动包，因为在lib目录下是没有mysql数据驱动包的，所以修改完配置启动是会报错，启动失败的。

添加mysql数据驱动包到oap-libs目录下

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查看skywalking数据库，可以看到生成了很多表。

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2. 基于es7 的持久化

没有玩过es的小伙伴，可以看看博主之前搭建es的文章。

elk相关文章

准备好es环境

修改config/application.yml配置文件：

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修改elasticsearch7的连接配置

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重启服务，启动时会向elasticsearch中创建大量的index索引用于持久化数据，每天会产生一个新的索引文件。

测试：

启动应用程序，查看跟踪数据是否已经持久化到elasticsearch的索引中，然后重启skywalking，验证跟踪数据会不会丢失

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8.SkyWalking Agent集群部署

Skywalking集群是将skywalking oap作为一个服务注册到nacos上，只要skywalking oap服务没有全部宕机，保证有一个skywalking oap在运行，就能进行跟踪。

搭建一个skywalking oap集群需要：

至少一个Nacos（也可以是nacos集群）
至少一个ElasticSearch（也可以是es集群）
至少2个skywalking oap服务；
至少1个UI（UI也可以集群多个，用Nginx代理统一入口）

修改config/application.yml文件

使用nacos作为注册中心

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修改nacos配置

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可以选择性修改监听端口

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修改存储策略，使用elasticsearch7作为storage

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配置ui服务webapp.yml文件的listOfServers，写两个地址

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启动服务测试

启动Skywalking服务，指定springboot应用的jvm参数

idea测试同理

9.SkyWalking Agent高阶特性

SkyWalking 还有很多功能，比如：

告警通知
自定义链路追踪
集成日志框架

等等，大家想学的可以去官网深度学习一下。有时间再写一遍博客介绍介绍~

10 .结语

世上无难事，只

怕有心人，每天积累一点点，fighting！！！

2021，加油，fighting，希望可以少些crud啦！

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文章目录

1.前言

2. 调用链选型

3. Skywalking整体架构

4. SkyWalking 环境搭建部署

5. SkyWalking Agent跟踪单个服务

6. SkyWalking Agent跟踪微服务

7. SkyWalking Agent持久化

8.SkyWalking Agent集群部署

9.SkyWalking Agent高阶特性

10 .结语

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