一篇文章带你搞懂SkyWalking调用链追踪框架

2020-10-26 10683

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本文涉及的产品

云数据库 RDS MySQL，集群系列 2核4GB

RDS MySQL Serverless 基础系列，0.5-2RCU 50GB

云数据库 RDS MySQL，高可用系列 2核4GB

简介： 介绍了Skywalking的作用，安装方法，架构设计等等

思维导图

在这里插入图片描述

文章已收录Github精选，欢迎Star：https://github.com/yehongzhi/learningSummary

概述

skywalking又是一个优秀的国产开源框架，2015年由个人吴晟（华为开发者）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（官网介绍）。

一、OpenTracing规范

OpenTracing是一种分布式系统链路跟踪的设计原则、规范、标准。

类似JDBC的规范，主要为了提供一套标准的JDBC API。OpenTracing也是一样，是为了统一提供一套链路追踪的标准API，所制定的一种规范。

OpenTracing通过提供平台无关、厂商无关的API，使得开发人员能够方便的添加（或更换）追踪系统的实现。

类似于JDBC的规范由各个数据库厂商实现一样，OpenTracing规范也是有很多实现的产品，下面介绍一下落地的产品。

1.1 实现OpenTracing的产品

Jaeger：Jaeger是由Uber公司开源发布的，受到Dapper和OpenZipkin启发。后端使用Go语言，前端(用户界面)使用React 。优点是上传采用的是udp传输，效率高速度快。缺点就是丢包，影响了整条调用链，而且不支持告警和JVM监控。

Zipkin：SpringCloud官方推荐，可以与SpringCloud有良好集成，实现方式是拦截请求，发送(http)数据到zipkin服务。缺点在于不支持告警，不支持JVM监控，通信方式使用Http请求向Zipkin上报信息，比较耗性能。

SkyWalking：国人(吴晟)开发，支持dubbo，SpringCloud，SpringBoot集成，代码无侵入，通信方式采用GRPC，性能较好，实现方式是java探针，支持告警，支持JVM监控，支持全局调用统计等等，功能较完善。缺点是依赖较多，需要ElasticSearch，JDK环境，Nacos注册中心等。

1.2 skywalking的特点

在这里插入图片描述
比较重要的特点，我觉得是轻量高效，对代码无侵入性。对于微服务，支持dubbo，SpringBoot，SpringCloud集成。

二、安装部署

环境：CentOS 7.5，MySQL 5.7.26，Nacos 1.3.1（注册中心），JDK 1.8，skywalking 8.1.0。

除了skywalking之外，其他需要用到的组件我就不介绍怎么安装了，比较简单。安装skywalking其实很简单，下面一步一步来讲解。

第一步，下载。在官网下载即可，选择8.1.0版本，如果要使用ES作为存储仓库，那就要选择es7的版本。
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第二步，解压。找到config目录下的application.yml文件，然后修改配置。

需要修改的配置内容如下：

cluster:
  selector: ${SW_CLUSTER:nacos}
  #单机模式
  standalone:
  #使用nacos作为注册中心
  nacos:
    # 注册到nacos的服务名
    serviceName: ${SW_SERVICE_NAME:"SkyWalking_OAP_Cluster"}
    #nacos服务端的地址
    hostPort: ${SW_CLUSTER_NACOS_HOST_PORT:192.168.0.105:8848}
    # Nacos Configuration namespace命名空间
    namespace: ${SW_CLUSTER_NACOS_NAMESPACE:"public"}
core:
  selector: ${SW_CORE:default}
  default:
    #skywalking服务端的REST绑定的IP
    restHost: ${SW_CORE_REST_HOST:192.168.0.107}
    #skywalking服务端的REST调用的端口
    restPort: ${SW_CORE_REST_PORT:12800}
    #skywalking服务端GRPC通信绑定的IP
    gRPCHost: ${SW_CORE_GRPC_HOST:192.168.0.107}
    #skywalking服务端GRPC通信绑定的端口
    gRPCPort: ${SW_CORE_GRPC_PORT:11800}
storage:
  #选择使用mysql
  selector: ${SW_STORAGE:mysql}
  #默认使用h2，不会持久化，重启skyWalking之前的数据会丢失
  h2:
    driver: ${SW_STORAGE_H2_DRIVER:org.h2.jdbcx.JdbcDataSource}
    url: ${SW_STORAGE_H2_URL:jdbc:h2:mem:skywalking-oap-db}
    user: ${SW_STORAGE_H2_USER:sa}
    metadataQueryMaxSize: ${SW_STORAGE_H2_QUERY_MAX_SIZE:5000}
  #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://192.168.0.107:3306/swtest"}
      #用户名
      dataSource.user: ${SW_DATA_SOURCE_USER:yehongzhi}
      #密码
      dataSource.password: ${SW_DATA_SOURCE_PASSWORD:Yehongzhi520.}

默认是web管理界面是8080端口，如果要修改端口号，可以修改webapp目录下的webapp.yml。

#web管理界面的端口
server:
  port: 8080

第三步，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。为什么作者不提前在lib目录下放一个数据驱动包呢，还要我们手动去添加。网上貌似没有这个问题的讨论，我的理解是因为框架不知道你用的是什么版本的mysql数据库，所以不知道放什么版本的数据库驱动包，使用者用的是什么版本的mysql，就自己放对应的数据库驱动包。

我这里用的是5.7.26版本的mysql，所以我下载了一个8.0.17的驱动包，添加到/oap-libs目录下。
在这里插入图片描述
第三步，启动。在/bin目录上一级，直接使用./bin/startup.sh启动即可。启动之后，可以使用jps命令查看进程，可以看到这两个java程序在运行状态。

打开配置的Nacos控制台，可以看到服务列表注册了名为“SkyWalking_OAP_Cluster”的服务。

可以看到mysql建了很多表。
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说明启动成功了，打开配置对应的地址http://192.168.0.109:8080/，可以看到skywalking的web界面。

三、整合SpringCloud工程

整合其实很简单，不需要引入依赖，也不需要添加任何代码，我们只需要在启动jar包时配置参数即可。

-javaagent:D:\apache-skywalking-apm-bin-es7\agent\skywalking-agent.jar
-Dskywalking.agent.service_name=consumer
-Dskywalking.collector.backend_service=192.168.0.109:11800
#解释一下上面这三个参数的意思
#-javaagent:填的是skywalking-agent.jar的本地磁盘的路径
#-Dskywalking.agent.service_name：在skywalking上显示的服务名
#-Dskywalking.collector.backend_service：skywalking的collector服务的IP及端口

我们一般用IDEA开发就这样设置即可。
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接下来我按照这个配置，启动一个Consumer工程和Provider工程，并且注册到Nacos注册中心。

然后使用Consumer工程的接口调用Provider工程的接口，可以看到调用链的效果。

非常清晰地看到服务之间调用的情况，耗时等等。其他还有很多功能就不一一介绍了，读者可以自己探索一下。

四、谈谈架构设计

可能前面还有一些疑问，比如为什么要设置GRPC的端口号，设置存储仓库为mysql，启动之后有两个java进程等等。不妨看看架构，一切问题都明白了。首先看官网的一张架构图。
在这里插入图片描述
可以看到主要有四个部分。

上面的Agent ：负责从应用中，收集tracing(调用链数据)和metric(指标)，发送给 SkyWalking OAP 服务器。目前支持 SkyWalking、Zikpin、Jaeger 等提供的 Tracing 数据信息。而我们目前采用的是，SkyWalking Agent 收集 SkyWalking Tracing 数据，传递给SkyWalking OAP 服务器。

中间的SkyWalking OAP：负责接收 Agent 发送的 Tracing 和Metric的数据信息，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。

左边的SkyWalking UI：负责提供web控制台，查看链路，查看各种指标，性能等等。

右边的Storage：数据存储。目前支持ES、MySQL、H2等多种存储器。