SkyWalking實現(xiàn)服務(wù)鏈路追蹤的方法

SkyWalking簡介

skywalking是一個開放源碼的，用于收集、分析，聚合，可視化來自于不同服務(wù)和本地基礎(chǔ)服務(wù)的數(shù)據(jù)的可觀察的平臺，

skywalking提供了一個簡單的方法來讓你對你的分布式系統(tǒng)甚至是跨云的服務(wù)有清晰的了解。

它更像是一個現(xiàn)代的系統(tǒng)性能管理，特別為分布式系統(tǒng)而設(shè)計。

SkyWalking 在邏輯上分為四部分：探針、平臺后端、存儲和用戶界面。其架構(gòu)圖如下：

• 探針：基于不同的來源探針可能是不一樣的，但作用都是收集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)格式化為 SkyWalking 適用的格式。例如在Java中則是做字節(jié)碼植入，無侵入式的收集，并通過 HTTP 或者 gRPC 方式發(fā)送數(shù)據(jù)到平臺后端
• 平臺后端：是一個支持集群模式運行的后臺，用于數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)分析以及驅(qū)動數(shù)據(jù)流從探針到用戶界面的流程。平臺后端還提供了各種可插拔的能力，如不同來源數(shù)據(jù)（如來自 Zipkin）格式化，不同存儲系統(tǒng)以及集群管理。你甚至還可以使用觀測分析語言來進行自定義聚合分析。
• 存儲：是開放式的，可以選擇一個既有的存儲系統(tǒng)，如 ElasticSearch、H2 或 MySQL 集群（Sharding-Sphere 管理），也可以選擇自己實現(xiàn)一個存儲系統(tǒng)。
• 用戶界面：也就是SkyWalking的可視化界面，UI非常炫酷且強大，同樣它也是可定制以匹配你已存在的后端的

SkyWalking 為觀察和監(jiān)控分布式系統(tǒng)提供了許多不同場景下的解決方案。例如為Java、C#及Node.js提供語言自動探針，無侵入式的收集。同時也為一些編譯型語言C++、GO等提供了手動打點 SDK（目前還未支持）。除此之外，還可以使用服務(wù)網(wǎng)格基礎(chǔ)探針來收集數(shù)據(jù)，以幫助了解整個分布式系統(tǒng)。

在SkyWalking中也存在服務(wù)、服務(wù)實例及端點概念，因為SkyWalking就是提供了這些概念的觀測能力：

• 服務(wù)（Service）：表示對請求提供相同行為的一系列或一組工作負載。在使用打點代理或 SDK 的時候，你可以定義服務(wù)的名字。如果不定義的話，SkyWalking 將會使用你在平臺上定義的名字，如 Istio。
• 服務(wù)實例（Service Instance）：上述的一組工作負載中的每一個工作負載稱為一個實例。就像 Kubernetes 中的 pods 一樣，服務(wù)實例未必就是操作系統(tǒng)上的一個進程。但當你在使用打點代理的時候， 一個服務(wù)實例實際就是操作系統(tǒng)上的一個真實進程。
• 端點（Endpoint）：對于特定服務(wù)所接收的請求路徑，如 HTTP 的 URI 路徑和 gRPC 服務(wù)的類名 + 方法簽名

綜上，SkyWalking 優(yōu)勢如下：

• 多種監(jiān)控手段，語言探針和服務(wù)網(wǎng)格（Service Mesh）
• 模塊化，UI、存儲、集群管理多種機制可選
• 支持告警
• 優(yōu)秀的可視化方案

更多內(nèi)容可以參考官方文檔：

• SkyWalking 文檔中文版（社區(qū)提供）
• Apache SkyWalking 官方文檔

搭建 SkyWalking 服務(wù) - Linux

對SkyWalking有一個大致的了解后，本小節(jié)我們來在CentOS7上搭建 SkyWalking 服務(wù)。首先我們需要獲取到SkyWalking的下載地址，官方下載地址如下：

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

這里我選擇當前最新的6.6.0版本的二進制包：

復(fù)制下載地址到服務(wù)器上進行下載并解壓，具體步驟如下：

[root@localhost ~]# cd /usr/local/src
[root@localhost /usr/local/src]# wget http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/skywalking/6.6.0/apache-skywalking-apm-6.6.0.tar.gz
[root@localhost /usr/local/src]# mkdir ../skywalking && tar -zxvf apache-skywalking-apm-6.6.0.tar.gz -C ../skywalking --strip-components 1
[root@localhost /usr/local/src]# cd ../skywalking/
[root@localhost /usr/local/skywalking]# ll -rh  # 解壓后的目錄文件如下
total 88K
drwxr-xr-x 2 root root   53 Dec 28 18:22 webapp
-rw-rw-r-- 1 1001 1002 2.0K Dec 24 14:10 README.txt
drwxrwxr-x 2 1001 1002  12K Dec 24 14:28 oap-libs
-rwxrwxr-x 1 1001 1002  32K Dec 24 14:10 NOTICE
drwxrwxr-x 3 1001 1002 4.0K Dec 28 18:22 licenses
-rwxrwxr-x 1 1001 1002  29K Dec 24 14:10 LICENSE
drwxr-xr-x 2 root root  221 Dec 28 18:22 config
drwxr-xr-x 2 root root  241 Dec 28 18:22 bin
drwxrwxr-x 8 1001 1002  143 Dec 24 14:21 agent
[root@localhost /usr/local/skywalking]# 

運行bin目錄下的startup.sh腳本即可啟動skywalking服務(wù)：

[root@localhost /usr/local/skywalking]# bin/startup.sh
SkyWalking OAP started successfully!
SkyWalking Web Application started successfully!
[root@localhost /usr/local/skywalking]#

SkyWalking控制臺服務(wù)默認監(jiān)聽8080端口，若有防火墻需要開放該端口：

[root@localhost /usr/local/skywalking]# firewall-cmd --zone=public --add-port=8080/tcp --permanent
success
[root@localhost /usr/local/skywalking]# firewall-cmd --reload
success
[root@localhost /usr/local/skywalking]#

若希望允許遠程傳輸，則還需要開放11800（gRPC）和12800（rest）端口，遠程agent將通過該端口傳輸收集的數(shù)據(jù)：

[root@localhost /usr/local/skywalking]# firewall-cmd --zone=public --add-port=11800/tcp --permanent
success
[root@localhost /usr/local/skywalking]# firewall-cmd --zone=public --add-port=12800/tcp --permanent
success
[root@localhost /usr/local/skywalking]# firewall-cmd --reload
success
[root@localhost /usr/local/skywalking]#

正常啟動成功后，使用瀏覽器訪問主頁如下：

搭建 SkyWalking 服務(wù) - Windows

Windows下的搭建就更簡單了，首先下載Windows平臺下的包：

解壓后目錄文件如下：

雙擊bin目錄下的startup.bat文件就可以運行SkyWalking服務(wù)了：

這里之所以介紹Windows下的搭建，是因為當SkyWalking收集服務(wù)部署在遠程服務(wù)器上時，本地要進行調(diào)試的話得用到agent目錄下的jar包：

該agent文件夾，可以單獨復(fù)制出放在項目系統(tǒng)所在服務(wù)器的任意目錄下。agent文件夾下的skywalking-agent.jar即為監(jiān)控代理程序，只需要在jvm的啟動命令中加載該jar包，即可完成監(jiān)控代理。

服務(wù)鏈路追蹤

在本文中主要介紹如何使用SkyWalking來實現(xiàn)服務(wù)鏈路追蹤，關(guān)于服務(wù)鏈路追蹤的概念在下文中已進行過說明，這里就不再贅述了：

• Spring Cloud Sleuth + Zipkin 實現(xiàn)服務(wù)追蹤

目前有多種工具可以實現(xiàn)服務(wù)鏈路追蹤，主流的工具對比可以參考如下文章：

• https://www.jianshu.com/p/0fbbf99a236e

以上小節(jié)完成了SkyWalking平臺服務(wù)的搭建，接下來進入項目整合環(huán)節(jié)，將SkyWalking提供的agent與我們的項目進行整合，以達到監(jiān)控目的。這里事先創(chuàng)建了兩個簡單的Spring Cloud項目，分別是consumer和producer：

這兩個項目中均包含基礎(chǔ)的組件依賴：nacos-discovery、openfeign及web。因為SkyWalking是通過Java agent這種語言探針的方式進行數(shù)據(jù)的收集和上傳，所以不需要像zipkin那樣添加額外的依賴和配置。

consumer將調(diào)用producer提供的接口，以達到后續(xù)在SkyWalking上展示一個簡單的調(diào)用鏈路效果。故在producer中編寫一個接口，代碼如下：

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/producer")
public class ProducerController {

    @GetMapping
    public String producer() {
        log.info("received a request");
        return "this message from producer";
    }
}

而consumer也有一個接口，該接口內(nèi)則是調(diào)用了producer的接口。代碼如下：

@Slf4j
@RestController
@RequiredArgsConstructor
@RequestMapping("/consumer")
public class ConsumerController {

    private final ProducerClient producerClient;

    @GetMapping
    public String consumer() {
        log.info("consumer something");
        // 通過feign調(diào)用
        String result = producerClient.producer();
        return "consumer: " + result;
    }
}

ProducerClient代碼如下：

@FeignClient("producer")
public interface ProducerClient {

    @GetMapping("/producer")
    String producer();
}

完成代碼編寫后，接下來我們需要為每個服務(wù)配置一個agent，首先創(chuàng)建兩個與producer和consumer服務(wù)對應(yīng)的目錄：

然后將skywalking里的agent目錄下的所有文件拷貝出來，分別粘貼到這兩個新建的目錄中：

接著分別編輯這兩個目錄下的config/agent.config文件，該文件是agent的配置文件。修改其中的服務(wù)名稱，以及skywalking平臺后端服務(wù)的連接地址。producer配置示例如下：

# The service name in UI 服務(wù)名稱
agent.service_name=${SW_AGENT_NAME:producer}

# Backend service addresses. 收集后端服務(wù)的地址
collector.backend_service=${SW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES:192.168.0.71:11800}

consumer里的配置文件也需要按照如上示例進行修改，這里之所以分別拷貝了兩個agent是為了讓不同的服務(wù)使用不同的配置文件。

如果不想為每個服務(wù)都單獨拷貝一個agent目錄，則可以通過添加JVM啟動參數(shù)來覆寫配置項，這兩種方式視實際情況選擇即可。如下示例：

-javaagent:E:\skywalking\apache-skywalking-apm-bin\agent\skywalking-agent.jar
-Dskywalking.agent.service_name=consumer
-Dskywalking.collector.backend_service=192.168.0.71:11800

配置好agent之后，在IDEA中添加Spring Boot引導(dǎo)類的JVM參數(shù)，指定skywalking-agent.jar的目錄路徑：

完成以上步驟后，分別啟動producer和comsumer服務(wù)，請求/consumer接口，因為skywalking是懶加載的，需要進行請求才會連接收集服務(wù)：

接著到SkyWalking的“追蹤”頁面上，就可以查看到調(diào)用鏈路信息了。如下圖所示：

點擊鏈路上的節(jié)點可以查看到對應(yīng)的詳情：

其他功能

服務(wù)拓撲圖：

端點監(jiān)控：

服務(wù)實例監(jiān)控：

如果集成agent成功后，卻依舊發(fā)現(xiàn)監(jiān)控頁面上沒有數(shù)據(jù)，日志里又沒有錯誤信息的話，很有可能是時間范圍沒有選擇正確：