SkyWalking实现服务链路追踪的方法

SkyWalking简介

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skywalking是一个开放源码的，用于收集、分析，聚合，可视化来自于不同服务和本地基础服务的数据的可观察的平台，

skywalking提供了一个简单的方法来让你对你的分布式系统甚至是跨云的服务有清晰的了解。

它更像是一个现代的系统性能管理，特别为分布式系统而设计。

SkyWalking 在逻辑上分为四部分：探针、平台后端、存储和用户界面。其架构图如下：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

探针：基于不同的来源探针可能是不一样的，但作用都是收集数据，将数据格式化为 SkyWalking 适用的格式。例如在Java中则是做字节码植入，无侵入式的收集，并通过 HTTP 或者 gRPC 方式发送数据到平台后端
平台后端：是一个支持集群模式运行的后台，用于数据聚合、数据分析以及驱动数据流从探针到用户界面的流程。平台后端还提供了各种可插拔的能力，如不同来源数据（如来自 Zipkin）格式化，不同存储系统以及集群管理。你甚至还可以使用观测分析语言来进行自定义聚合分析。
存储：是开放式的，可以选择一个既有的存储系统，如 ElasticSearch、H2 或 MySQL 集群（Sharding-Sphere 管理），也可以选择自己实现一个存储系统。
用户界面：也就是SkyWalking的可视化界面，UI非常炫酷且强大，同样它也是可定制以匹配你已存在的后端的

SkyWalking 为观察和监控分布式系统提供了许多不同场景下的解决方案。例如为Java、C#及Node.js提供语言自动探针，无侵入式的收集。同时也为一些编译型语言C++、GO等提供了手动打点 SDK（目前还未支持）。除此之外，还可以使用服务网格基础探针来收集数据，以帮助了解整个分布式系统。

在SkyWalking中也存在服务、服务实例及端点概念，因为SkyWalking就是提供了这些概念的观测能力：

服务（Service）：表示对请求提供相同行为的一系列或一组工作负载。在使用打点代理或 SDK 的时候，你可以定义服务的名字。如果不定义的话，SkyWalking 将会使用你在平台上定义的名字，如 Istio。
服务实例（Service Instance）：上述的一组工作负载中的每一个工作负载称为一个实例。就像 Kubernetes 中的 pods 一样，服务实例未必就是操作系统上的一个进程。但当你在使用打点代理的时候，一个服务实例实际就是操作系统上的一个真实进程。
端点（Endpoint）：对于特定服务所接收的请求路径，如 HTTP 的 URI 路径和 gRPC 服务的类名 + 方法签名

综上，SkyWalking 优势如下：

多种监控手段，语言探针和服务网格（Service Mesh）
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

更多内容可以参考官方文档：

SkyWalking 文档中文版（社区提供）
Apache SkyWalking 官方文档

搭建 SkyWalking 服务 - Linux

对SkyWalking有一个大致的了解后，本小节我们来在CentOS7上搭建 SkyWalking 服务。首先我们需要获取到SkyWalking的下载地址，官方下载地址如下：

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

这里我选择当前最新的6.6.0版本的二进制包：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

复制下载地址到服务器上进行下载并解压，具体步骤如下：

[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  # 解压后的目录文件如下
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]#

运行bin目录下的startup.sh脚本即可启动skywalking服务：

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

SkyWalking控制台服务默认监听8080端口，若有防火墙需要开放该端口：

[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]#

若希望允许远程传输，则还需要开放11800（gRPC）和12800（rest）端口，远程agent将通过该端口传输收集的数据：

[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]#

正常启动成功后，使用浏览器访问主页如下：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

搭建 SkyWalking 服务 - Windows

Windows下的搭建就更简单了，首先下载Windows平台下的包：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

解压后目录文件如下：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

双击bin目录下的startup.bat文件就可以运行SkyWalking服务了：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

这里之所以介绍Windows下的搭建，是因为当SkyWalking收集服务部署在远程服务器上时，本地要进行调试的话得用到agent目录下的jar包：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

该agent文件夹，可以单独复制出放在项目系统所在服务器的任意目录下。agent文件夹下的skywalking-agent.jar即为监控代理程序，只需要在jvm的启动命令中加载该jar包，即可完成监控代理。

服务链路追踪

在本文中主要介绍如何使用SkyWalking来实现服务链路追踪，关于服务链路追踪的概念在下文中已进行过说明，这里就不再赘述了：

Spring Cloud Sleuth + Zipkin 实现服务追踪

目前有多种工具可以实现服务链路追踪，主流的工具对比可以参考如下文章：

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

以上小节完成了SkyWalking平台服务的搭建，接下来进入项目整合环节，将SkyWalking提供的agent与我们的项目进行整合，以达到监控目的。这里事先创建了两个简单的Spring Cloud项目，分别是consumer和producer：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

这两个项目中均包含基础的组件依赖：nacos-discovery、openfeign及web。因为SkyWalking是通过Java agent这种语言探针的方式进行数据的收集和上传，所以不需要像zipkin那样添加额外的依赖和配置。

consumer将调用producer提供的接口，以达到后续在SkyWalking上展示一个简单的调用链路效果。故在producer中编写一个接口，代码如下：

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

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

而consumer也有一个接口，该接口内则是调用了producer的接口。代码如下：

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

    private final ProducerClient producerClient;

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

ProducerClient代码如下：

@FeignClient("producer")
public interface ProducerClient {

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

完成代码编写后，接下来我们需要为每个服务配置一个agent，首先创建两个与producer和consumer服务对应的目录：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

然后将skywalking里的agent目录下的所有文件拷贝出来，分别粘贴到这两个新建的目录中：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法

接着分别编辑这两个目录下的config/agent.config文件，该文件是agent的配置文件。修改其中的服务名称，以及skywalking平台后端服务的连接地址。producer配置示例如下：

# The service name in UI 服务名称
agent.service_name=${SW_AGENT_NAME:producer}

# Backend service addresses. 收集后端服务的地址
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进行修改，这里之所以分别拷贝了两个agent是为了让不同的服务使用不同的配置文件。

如果不想为每个服务都单独拷贝一个agent目录，则可以通过添加JVM启动参数来覆写配置项，这两种方式视实际情况选择即可。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引导类的JVM参数，指定skywalking-agent.jar的目录路径：
SkyWalking实现服务链路追踪的方法