分布式全链路跟踪系统-skywalking

什么是链路追踪

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【视频】Spring Cloud Alibaba-SkyWalking-分布式链路追踪

微服务架构是通过业务来划分服务的，使用 REST 调用。对外暴露的一个接口，可能需要很多个服务协同才能完成这个接口功能，如果链路上任何一个服务出现问题或者网络超时，都会形成导致接口调用失败。随着业务的不断扩张，服务之间互相调用会越来越复杂。

随着服务的越来越多，对调用链的分析会越来越复杂。它们之间的调用关系也许如下：

面对以上情况，我们就需要一些可以帮助理解系统行为、用于分析性能问题的工具，以便发生故障的时候，能够快速定位和解决问题，这就是所谓的 APM（应用性能管理）。

什么是 SkyWalking

目前主要的一些 APM 工具有: Cat、Zipkin、Pinpoint、SkyWalking；Apache 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。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-AeaJFapk-1591671077133)(https://www.funtl.com/assets1/Lusifer_2019011401370001.jpeg)]

• Skywalking Agent： 使用 JavaAgent 做字节码植入，无侵入式的收集，并通过 HTTP 或者 gRPC 方式发送数据到 SkyWalking Collector。
• SkyWalking Collector： 链路数据收集器，对 agent 传过来的数据进行整合分析处理并落入相关的数据存储中。
• Storage： SkyWalking 的存储，时间更迭，SW 已经开发迭代到了 6.x 版本，在 6.x 版本中支持以 ElasticSearch(支持 6.x)、Mysql、TiDB、H2、作为存储介质进行数据存储。
• UI： Web 可视化平台，用来展示落地的数据。

SkyWalking 功能特性

• 多种监控手段，语言探针和服务网格(Service Mesh)
• 多语言自动探针，Java，.NET Core 和 Node.JS
• 轻量高效，不需要大数据
• 模块化，UI、存储、集群管理多种机制可选
• 支持告警
• 优秀的可视化方案

SkyWalking 服务端配置

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• 【视频】Spring Cloud Alibaba-SkyWalking-服务端配置

基于 Docker 安装 ElasticSearch

在 为什么需要链路追踪 章节中介绍过 SkyWalking 存储方案有多种，官方推荐的方案是 ElasticSearch ，所以我们需要先安装 ElasticSearch。

docker-compose.yml

version: '3.3'
services:
  elasticsearch:
    image: wutang/elasticsearch-shanghai-zone:6.3.2
    container_name: elasticsearch
    restart: always
    ports:
      - 9200:9200
      - 9300:9300
    environment:
      cluster.name: elasticsearch

其中，9200 端口号为 SkyWalking 配置 ElasticSearch 所需端口号，cluster.name 为 SkyWalking 配置 ElasticSearch 集群的名称

测试是否启动成功

浏览器访问 http://elasticsearchIP:9200/ ，浏览器返回如下信息即表示成功启动

下载并启动 SkyWalking

官方已经为我们准备好了编译过的服务端版本，下载地址为 http://skywalking.apache.org/downloads/，这里我们需要下载 6.x releases 版本

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CeyJTOHy-1591671077136)(https://www.funtl.com/assets1/Lusifer_20190114025523.png)]

配置 SkyWalking

下载完成后解压缩，进入 apache-skywalking-apm-incubating/config 目录并修改 application.yml 配置文件

这里需要做三件事：

• 注释 H2 存储方案
• 启用 ElasticSearch 存储方案
• 修改 ElasticSearch 服务器地址

启动 SkyWalking

修改完配置后，进入 apache-skywalking-apm-incubating\bin 目录，运行 startup.bat 启动服务端

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZT5Smpz5-1591671077138)(https://www.funtl.com/assets1/Lusifer_20190114030813.png)]

通过浏览器访问 http://localhost:8080 出现如下界面即表示启动成功

默认的用户名密码为：admin/admin，登录成功后，效果如下图

SkyWalking 客户端配置

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• 【视频】Spring Cloud Alibaba-SkyWalking-客户端配置

Java Agent 服务器探针

参考官网给出的帮助 Setup java agent，我们需要使用官方提供的探针为我们达到监控的目的，按照实际情况我们需要实现三种部署方式

• IDEA 部署探针
• Java 启动方式部署探针（我们是 Spring Boot 应用程序，需要使用 java -jar 的方式启动应用）
• Docker 启动方式部署探针（需要做到一次构建到处运行的持续集成效果，本章节暂不提供解决方案，到后面的实战环节再实现）

探针文件在 apache-skywalking-apm-incubating/agent 目录下

IDEA 部署探针

继续之前的案例项目，创建一个名为 hello-spring-cloud-external-skywalking 的目录，并将 agent 整个目录拷贝进来

修改项目的 VM 运行参数，点击菜单栏中的 Run -> EditConfigurations...，此处我们以 nacos-provider 项目为例，修改参数如下

-javaagent:D:\Workspace\Others\hello-spring-cloud-alibaba\hello-spring-cloud-external-skywalking\agent\skywalking-agent.jar
-Dskywalking.agent.service_name=nacos-provider
-Dskywalking.collector.backend_service=localhost:11800

• -javaagent：用于指定探针路径
• -Dskywalking.agent.service_name：用于重写 agent/config/agent.config 配置文件中的服务名
• -Dskywalking.collector.backend_service：用于重写 agent/config/agent.config 配置文件中的服务地址

Java 启动方式

java -javaagent:/path/to/skywalking-agent/skywalking-agent.jar -Dskywalking.agent.service_name=nacos-provider -Dskywalking.collector.backend_service=localhost:11800 -jar yourApp.jar

测试监控

启动 nacos-provider 项目，通过观察日志可以发现，已经成功加载探针

访问之前写好的接口 http://localhost:8081/echo/hi 之后再刷新 SkyWalking Web UI，你会发现 Service 与 Endpoint 已经成功检测到了

至此，表示 SkyWalking 链路追踪配置成功

SkyWalking Trace 监控

SkyWalking 通过业务调用监控进行依赖分析，提供给我们了服务之间的服务调用拓扑关系、以及针对每个 Endpoint 的 Trace 记录。

调用链路监控

点击 Trace 菜单，进入追踪页

点击 Trace ID 展开详细信息

上图展示了一次正常的响应，总响应时间为 185ms 共有一个 Span（基本工作单元，表示一次完整的请求，包含响应，即请求并响应）

Span /echo/{message} 说明如下：

• Duration：响应时间 185 毫秒
• component：组件类型为 SpringMVC
• url：请求地址
• http.method：请求类型

服务性能指标监控

点击 Service 菜单，进入服务性能指标监控页

选择希望监控的服务

• Avg SLA： 服务可用性（主要是通过请求成功与失败次数来计算）
• CPM： 每分钟调用次数
• Avg Response Time： 平均响应时间

点击 More Server Details... 还可以查看详细信息

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-L8qe4ESt-1591671077150)(https://www.funtl.com/assets1/Lusifer_20190114043403.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WBZTWz0Z-1591671077151)(https://www.funtl.com/assets1/Lusifer_2019011404350001.png)]

上图中展示了服务在一定时间范围内的相关数据，包括：

• 服务可用性指标 SLA
• 每分钟平均响应数
• 平均响应时间
• 服务进程 PID
• 服务所在物理机的 IP、Host、OS
• 运行时 CPU 使用率
• 运行时堆内存使用率
• 运行时非堆内存使用率
• GC 情况

附：Maven Assembly 插件

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• 【视频】Spring Cloud Alibaba-SkyWalking-Assembly 打包

什么是 Assembly Plugin

Assembly 插件目的是提供一个把工程依赖元素、模块、网站文档等其他文件存放到单个归档文件里。

Assembly 支持的归档文件类型

• zip
• tar.gz
• tar.bz2
• jar
• dir
• war

使用步骤

此处以将 SkyWalking 探针打包为 tar.gz 为例，为后期持续集成时构建 Docker 镜像做好准备

POM

在 pom.xml 中增加插件配置

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
            <executions>
                <!-- 配置执行器 -->
                <execution>
                    <id>make-assembly</id>
                    <!-- 绑定到 package 生命周期阶段上 -->
                    <phase>package</phase>
                    <goals>
                        <!-- 只运行一次 -->
                        <goal>single</goal>
                    </goals>
                    <configuration>
                        <finalName>skywalking</finalName>
                        <descriptors>
                            <!-- 配置描述文件路径 -->
                            <descriptor>src/main/resources/assembly.xml</descriptor>
                        </descriptors>
                    </configuration>
                </execution>
            </executions>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

assembly.xml

创建 src/main/resources/assembly.xml 配置文件

<assembly>
    <id>6.0.0-Beta</id>
    <formats>
        <!-- 打包的文件格式，支持 zip、tar.gz、tar.bz2、jar、dir、war -->
        <format>tar.gz</format>
    </formats>
    <!-- tar.gz 压缩包下是否生成和项目名相同的根目录，有需要请设置成 true -->
    <includeBaseDirectory>false</includeBaseDirectory>
    <dependencySets>
        <dependencySet>
            <!-- 是否把本项目添加到依赖文件夹下，有需要请设置成 true -->
            <useProjectArtifact>false</useProjectArtifact>
            <outputDirectory>lib</outputDirectory>
            <!-- 将 scope 为 runtime 的依赖包打包 -->
            <scope>runtime</scope>
        </dependencySet>
    </dependencySets>
    <fileSets>
        <fileSet>
            <!-- 设置需要打包的文件路径 -->
            <directory>agent</directory>
            <!-- 打包后的输出路径 -->
            <outputDirectory></outputDirectory>
        </fileSet>
    </fileSets>
</assembly>

打包

mvn clean package
mvn clean install

• package：会在 target 目录下创建名为 skywalking-6.0.0-Beta.tar.gz 的压缩包
• install：会在本地仓库目录下创建名为 hello-spring-cloud-external-skywalking-1.0.0-SNAPSHOT-6.0.0-Beta.tar.gz 的压缩包

原文链接：李卫民-Spring Cloud Alibaba 链路追踪