skywalking链路追踪

1.简介

微服务架构已经是一个很通用的系统架构，常见的技术栈如下图所示，这张架构图基本涵括了当前微服务体系下的各种技术栈，可能不同的技术栈有不同的开源实现。

1.1 skywalking介绍

● Skywalking是一个国产的开源框架，2015年有吴晟个人开源，2017年加入Apache孵化器，国人开源的产品，主要开发人员来自于华为，2019年4月17日Apache董事会批准SkyWalking成为顶级项目，支持Java、.Net、NodeJs等探针，数据存储支持Mysql、Elasticsearch等，跟Pinpoint一样采用字节码注入的方式实现代码的无侵入，探针采集数据粒度粗，但性能表现优秀，且对云原生支持，目前增长势头强劲，社区活跃。
● 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，它是一款优秀的APM（Application Performance Management）工具，包括了分布式追踪，性能指标分析和服务依赖分析等。

1.2 链路追踪框架对比

目前市面上开源的APM系统主要有CAT、Zipkin、Pinpoint、SkyWalking，大都是参考Google的Dapper实现的

功能和技术方案对比

● Zipkin是Twitter开源的调用链路分析工具，目前基于Spingcloud sleuth得到了广泛的应用，特点是轻量，部署简单。
一个韩国团队开源的产品，运用了字节码增强技术，只需要在启动时添加启动参数即可，对代码无侵入，目前支持Java和PHP语言，底层采用HBase来存储数据，探针收集的数据粒度非常细，但性能损耗大，因其出现的时间较长，完成度也很高，应用的公司较多
● Skywalking是本土开源的基于字节码注入的调用链路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。
● CAT是由国内美团点评开源的，基于Java语言开发，目前提供Java、C/C++、Node.js、Python、Go等语言的客户端，监控数据会全量统计，国内很多公司在用，例如美团点评、携程、拼多多等，CAT跟下边要介绍的Zipkin都需要在应用程序中埋点，对代码侵入性强。

在三种链路监控组件中，skywalking探针对吞吐量影响最小，zipkin对吞吐量影响适中，pinpoint的探针对吞吐量影响最大。对于内存和cpu的使用，都差不多，相差在10%之内。

1.3 Skywalking架构

SkyWalking 逻辑上分为四部分: 探针, 平台后端, 存储和用户界面。

● 探针 基于不同的来源可能是不一样的, 但作用都是收集数据, 将数据格式化为 SkyWalking 适用的格式.
● 平台后端, 支持数据聚合, 数据分析以及驱动数据流从探针到用户界面的流程。分析包括 Skywalking 原生追踪和性能指标以及第三方来源，包括 Istio 及 Envoy telemetry , Zipkin 追踪格式化等。 你甚至可以使用 Observability Analysis Language 对原生度量指标 和 用于扩展度量的计量系统 自定义聚合分析。
● 存储 通过开放的插件化的接口存放 SkyWalking 数据. 你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. 当然, 我们非常欢迎你贡献新的存储系统实现。
● UI 一个基于接口高度定制化的Web系统，用户可以可视化查看和管理 SkyWalking 数据。

2 环境构建

● Skywalking agent和业务端绑定在一起，负责收集各种监控数据
● Skywalking oapservice是负责处理监控数据，接受agent的数据并存储在数据库中，接受来自UI的请求，查询监控数据。
● Skywalking UI提供给用户，展现各种监控数据和告警

2.1 windows环境

我们可以在Downloads | Apache SkyWalking 网址下载相对应版本的skywalking


然后解压到当前目录，目录结构如下：

webapp：UI前端（web监控页面）的jar包和配置文件；

oap-libs：后台应用的jar包，以及它的依赖jar包，里面的server-starter-*.jar就是启动程序；

config：启动后台应用程序的配置文件，是使用的各种配置；

bin：各种启动脚本，一般使用脚本startup.bat在Windows下启动web页面和对应的后台应用；

agent：
● skywalking-agent.jar：代理服务jar包；
● config：代理服务启动时使用的配置文件
● plugins：包含多个插件看，代理服务启动时会加载该目录下的所有插件（jar包）；
● optional-plugins：可选插件，当需要支持某种功能时，比如springcloud-Gateway，则需要把对应的jar包拷贝到plugins目录下；

2.1.1 启动skywalking服务和UI界面

访问http://localhost:8080/查看是否成功

这里的8080端口时默认端口可以在webapp/webapp.yml配置文件中修改

2.1.2 在IDEA启动项目中使用Skywalking

在运行的程序配置jvm参数，如下图所示：

-javaagent:D:\sofaware\skywalking\apache-skywalking-apm-bin/agent/skywalking-agent.jar
-Dskywalking.agent.service_name=test
-Dskywalking.collector.backend_service=localhost:11800

需要进行链路追踪的微服务都需要在jvm配置中加入以上内容。

因为skywalking默认没有gateway的依赖，从可选插件里复制我们所需要的gateway插件到plugins中即可 (如果有可以忽略)

查看拓扑图以及性能追踪

2.1.3 skywalking持久化

skywalking链路追踪的内容默认存储在内存中，关闭服务之后链路信息就会丢失，那么如何持久化到MySQL数据库呢？

第一步，修改/config/application.yml文件中的以下内容

第二步，将MySQL的jar包放入oap-libs目录中

第三步，创建swtest数据库

第四步，重启skywalking服务
第五步，测试观察数据库内容

持久化数据库成功。

2.2 linux环境