本文小新为大家带来 微服务链路追踪SkyWalking 相关知识,具体内容包括SkyWalking简介,SkyWalking环境搭建部署,SkyWalking接入微服务,SkyWalking持久化跟踪数据,自定义SkyWalking链路追踪,SkyWalking集成日志框架,SkyWalking告警功能,SkyWalking高可用,SkyWalking UI介绍等进行详尽介绍~
不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。每天进步一点点,在成为强者的路上,小新与大家共同成长!
📌博主主页:小新要变强 的主页
👉Java全栈学习路线可参考:【Java全栈学习路线】最全的Java学习路线及知识清单,Java自学方向指引,内含最全Java全栈学习技术清单~
👉算法刷题路线可参考:算法刷题路线总结与相关资料分享,内含最详尽的算法刷题路线指南及相关资料分享~
👉Java微服务开源项目可参考:企业级Java微服务开源项目(开源框架,用于学习、毕设、公司项目、私活等,减少开发工作,让您只关注业务!)
↩️本文上接:Spring Cloud Alibaba全家桶(十)——微服务网关Gateway组件
对于一个大型的几十个、几百个微服务构成的微服务架构系统,通常会遇到下面一些问题,比如:
SkyWalking是一个国产开源框架,2015年由吴晟开源 , 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。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、应用和服务依赖分析等。
官网地址:http://skywalking.apache.org/
下载地址:http://skywalking.apache.org/downloads/
Github地址:https://github.com/apache/skywalking
文档地址: https://skywalking.apache.org/docs/main/v8.4.0/readme/
中文文档: https://skyapm.github.io/document-cn-translation-of-skywalking/
代码侵入。
无代码侵入。目前已加入Apache孵化器。
模拟了三种并发用户:500,750,1000。使用jmeter测试,每个线程发送30个请求,设置思考时间为10ms。使用的采样率为1,即100%,这边与生产可能有差别。pinpoint默认的采样率为20,即50%,通过设置agent的配置文件改为100%。zipkin默认也是1。组合起来,一共有12种。下面看下汇总表:
从上表可以看出,在三种链路监控组件中,skywalking的探针对吞吐量的影响最小,zipkin的吞吐量居中。pinpoint的探针对吞吐量的影响较为明显,在500并发用户时,测试服务的吞吐量从1385降低到774,影响很大。然后再看下CPU和memory的影响,在内部服务器进行的压测,对CPU和memory的影响都差不多在10%之内。
下载地址: http://skywalking.apache.org/downloads/
目录结构:
🍀启动脚本bin/startup.sh
🍀日志信息存储在logs目录
🍀启动成功后会启动两个服务,一个是skywalking-oap-server,一个是skywalking-web-ui : 8868
skywalking-oap-server服务启动后会暴露11800 和 12800 两个端口,分别为收集监控数据的端口11800和接受前端请求的端口12800,修改端口可以修改config/applicaiton.yml
🍀skywalking-web-ui服务会占用 8080 端口, 修改端口可以修改webapp/webapp.yml
server.port:SkyWalking UI服务端口,默认是8080;collector.ribbon.listOfServers:SkyWalking OAP服务地址数组,SkyWalking UI界面的数据是通过请求SkyWalking OAP服务来获得;
🍀访问:http://192.168.3.100:8080/
页面的右下角可以中英文切换,可以切换选择要展示的时间区间的跟踪数据。
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Agent时,可以定义服务的名字;
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, 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。
准备一个springboot程序,打成可执行jar包,写一个shell脚本,在启动项目的Shell脚本上,通过 -javaagent 参数进行配置SkyWalking Agent来跟踪微服务。
🍀startup.sh脚本启动
#!/bin/sh # SkyWalking Agent配置 export SW_AGENT_NAME=springboot‐skywalking‐demo #Agent名字,一般使用`spring.application.name` export SW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=127.0.0.1:11800 #配置 Collector 地址。 export SW_AGENT_SPAN_LIMIT=2000 #配置链路的最大Span数量,默认为 300。 export JAVA_AGENT=‐javaagent:/usr/local/soft/apache‐skywalking‐apm‐bin‐es7/agent/skywalking‐agent.jar java $JAVA_AGENT ‐jar springboot‐skywalking‐demo‐0.0.1‐SNAPSHOT.jar #jar启动
启动日志:
🍀以上启动等同于:
java ‐javaagent:/usr/local/soft/apache‐skywalking‐apm‐bin‐es7/agent/skywalking‐agent.jar ‐DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=127.0.0.1:11800 ‐DSW_AGENT_NAME=springboot‐skywalking‐demo ‐jar springboot‐skywalking‐demo‐0.0.1‐SNAPSHOT.jar
参数名对应agent/config/agent.config配置文件中的属性。
属性对应的源码:org.apache.skywalking.apm.agent.core.conf.Config.java。
# The service name in UI agent.service_name=${SW_AGENT_NAME:Your_ApplicationName} # Backend service addresses. collector.backend_service=${SW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES:127.0.0.1:11800}
我们也可以使用skywalking.+配置文件中的配置名作为系统配置项来进行覆盖。 javaagent参数配置方式优先级更高。
🍀测试: 访问你的微服务
在运行的程序配置jvm参数,如下图所示:
# skywalking‐agent.jar的本地磁盘的路径 ‐javaagent:D:\apache\apache‐skywalking‐apm‐es7‐8.4.0\apache‐skywalking‐apm‐bin‐es7\agent\skywalking‐agent.jar # 在skywalking上显示的服务名 ‐DSW_AGENT_NAME=springboot‐skywalking‐demo # skywalking的collector服务的IP及端口 ‐DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=192.168.3.100:11800
-DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES 可以指定远程地址, 但是-javaagent必须绑定你本机物理路径的skywalkingagent.jar。
Skywalking跨多个微服务跟踪,只需要每个微服务启动时添加javaagent参数即可。
测试:
启动微服务mall-gateway,mall-order,mall-user ,配置skywalking的jvm参数,
访问http://localhost:8888/user/findOrderByUserId/1
注意: 此处存在bug,跟踪链路不显示gateway
拷贝agent/optional-plugins目录下的gateway插件到agent/plugins目录。
默认使用的H2数据库存储,config/application.yml配置文件如下:
基于mysql持久化:
🍀(1)修改config目录下的application.yml,使用mysql作为持久化存储的仓库
🍀(2) 修改mysql连接配置
storage: #选择使用mysql 默认使用h2,不会持久化,重启skyWalking之前的数据会丢失 selector: ${SW_STORAGE:mysql} #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://1ocalhost:3306/swtest"} #用户名 dataSource.user: ${SW_DATA_SOURCE_USER:root} #密码 dataSource.password: ${SW_DATA_SOURCE_PASSWORD:root}
注意: 需要添加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。
🍀(3) 添加mysql数据驱动包到oap-libs目录下
🍀(4)启动Skywalking
查看swtest数据库,可以看到生成了很多表:
这说明启动成功了,打开配置对应的地址http://192.168.3.100:8080/,j就可以看到skywalking的web界面。
🍀(5)测试:重启skywalking,验证跟踪数据会不会丢失
如果我们希望对项目中的业务方法,实现链路追踪,方便我们排查问题,可以使用如下的代码引入依赖:
org.apache.skywalking apm‐toolkit‐trace 8.4.0
如果一个业务方法想在ui界面的跟踪链路上显示出来,只需要在业务方法上加上@Trace注解即可:
测试:
我们还可以为追踪链路增加其他额外的信息,比如记录参数和返回信息。实现方式:在方法上增加@Tag或者@Tags。
@Tag 注解中 key = 方法名 ; value = returnedObj 返回值 arg[0] 参数。
@Trace @Tag(key = "list", value = "returnedObj") public Listlist(){ return userMapper.list(); } @Trace @Tags({@Tag(key = "param", value = "arg[0]"), @Tag(key = "user", value = "returnedObj")}) public User getById(Integer id){ return userMapper.getById(id); }
性能分析:
skywalking的性能分析,在根据服务名称、端点名称,以及相应的规则建立了任务列表后,在调用了此任务列表的端点后。skywalking会自动记录,剖析当前端口,生成剖析结果,具体流程如图:
🍀(1)引入依赖
org.apache.skywalking apm‐toolkit‐logback‐1.x 8.5.0
🍀(2)添加logback-spring.xml文件,并配置 %tid 占位符
${CONSOLE_LOG_PATTERN}
🍀(3)测试
🍀(4)Skywalking通过grpc上报日志 (需要v8.4.0+)
gRPC报告程序可以将收集到的日志转发到SkyWalking OAP服务器上。
logback-spring.xml中添加:
%d{yyyy‐MM‐dd HH:mm:ss.SSS} [%X{tid}] [%thread] %‐5level %logger{36} ‐%msg%n
打开agent/config/agent.config配置文件,添加如下配置信息:
plugin.toolkit.log.grpc.reporter.server_host=${SW_GRPC_LOG_SERVER_HOST:192.168.3.100} plugin.toolkit.log.grpc.reporter.server_port=${SW_GRPC_LOG_SERVER_PORT:11800} plugin.toolkit.log.grpc.reporter.max_message_size=${SW_GRPC_LOG_MAX_MESSAGE_SIZE:10485760} plugin.toolkit.log.grpc.reporter.upstream_timeout=${SW_GRPC_LOG_GRPC_UPSTREAM_TIMEOUT:30}
以上配置是默认配置信息,agent与oap在本地的可以不配。
agent配置信息:
配置名 | 解释 | 默认值 |
---|---|---|
plugin.toolkit.log.transmit_formatted | 是否以格式化或未格式化的格式传输记录的数据 | true |
plugin.toolkit.log.grpc.reporter.server_host | 指定要向其报告日志数据的grpc服务器的主机 | 127.0.0.1 |
plugin.toolkit.log.grpc.reporter.server_port | 指定要向其报告日志数据的grpc服务器的端口 | 11800 |
plugin.toolkit.log.grpc.reporter.max_message_size | 指定grpc客户端要报告的日志数据的最大大小 | 10485760 |
plugin.toolkit.log.grpc.reporter.upstream_timeout | 客户端向上游发送数据时将超时多长时间。单位是秒 | 30 |
Skywalking UI效果:
访问:https://github.com/apache/skywalking-rocketbot-ui/pull/428
SkyWalking 告警功能是在6.x版本新增的,其核心由一组规则驱动,这些规则定义在config/alarm-settings.yml文件中。
告警规则的定义分为两部分:
SkyWalking 的发行版都会默认提供config/alarm-settings.yml文件,里面预先定义了一些常用的告警规则。如下:
这些预定义的告警规则,打开config/alarm-settings.yml文件即可看到。
告警规则配置项的说明:
Webhook可以简单理解为是一种Web层面的回调机制,通常由一些事件触发,与代码中的事件回调类似,只不过是Web层面的。由于是Web层面的,所以当事件发生时,回调的不再是代码中的方法或函数,而是服务接口。例如,在告警这个场景,告警就是一个事件。当该事件发生时,SkyWalking就会主动去调用一个配置好的接口,该接口就是所谓的Webhook。
SkyWalking的告警消息会通过 HTTP 请求进行发送,请求方法为 POST,Content-Type 为 application/json,其JSON 数据实基于List 字段说明: SkyWalking是不支持直接向邮箱、短信等服务发送告警信息的,SkyWalking只会在发生告警时将告警信息发送至配置好的Webhook接口。 但我们总不能人工盯着该接口的日志信息来得知服务是否发生了告警,因此我们需要在该接口里实现发送邮件或短信等功能,从而达到个性化的告警通知。 接下来开始动手实践,这里基于Spring Boot进行实现。 🍀(1)首先是添加依赖 🍀(2)配置邮箱服务 🍀(3)根据SkyWalking发送的JSON数据定义一个DTO,用于接口接收数据 🍀(4)接着定义一个接口,实现接收SkyWalking的告警通知,并将数据发送至邮箱 🍀(5)最后将该接口配置到SkyWalking中,Webhook的配置位于config/alarm-settings.yml文件的末尾,格式为http://{ip}:{port}/{uri}。 如下示例: 🍀(6)测试告警功能 完成告警接口的开发及配置后,我们来进行一个简单的测试。这里有一条调用链路如下: 在/producer接口中增加一行睡2秒的代码: 访问http://localhost:8072/order/all,执行完测试代码,等待约两分钟后,告警接口的控制台输出了一段日志信息: 在大多数生产环境中,后端应用需要支持高吞吐量并且支持高可用来保证服务的稳定,所以你始终需要在生产环境进行集群管理。 skywalking集群是将skywalking oap作为一个服务注册到nacos上,只要skywalking oap服务没有全部宕机,保证有一个skywalking oap在运行,就能进行跟踪。 搭建一个skywalking oap集群需要: 🍀(1)修改config/application.yml文件 使用nacos作为注册中心: 修改nacos配置: 可以选择性修改监听端口: 修改存储策略,使用elasticsearch7作为storage: 🍀(2)配置ui服务webapp.yml文件的listOfServers,写两个地址 🍀(3)启动服务测试 启动Skywalking服务,指定springboot应用的jvm参数: Global全局维度: Service服务维度: Instance服务维度: Endpoint端点(API)维度: 分析线程栈信息: 不同维度告警列表,可分为服务、端点和实例。 👉Java全栈学习路线可参考:【Java全栈学习路线】最全的Java学习路线及知识清单,Java自学方向指引,内含最全Java全栈学习技术清单~ 👉算法刷题路线可参考:算法刷题路线总结与相关资料分享,内含最详尽的算法刷题路线指南及相关资料分享~[{
"scopeId": 1,
"scope": "SERVICE",
"name": "serviceA",
"id0": "12",
"id1": "",
"ruleName": "service_resp_time_rule",
"alarmMessage": "alarmMessage xxxx",
"startTime": 1560524171000
}, {
"scopeId": 1,
"scope": "SERVICE",
"name": "serviceB",
"id0": "23",
"id1": "",
"ruleName": "service_resp_time_rule",
"alarmMessage": "alarmMessage yyy",
"startTime": 1560524171000
}]
3️⃣邮件告警功能实践
server:
port: 9134
#邮箱配置
spring:
mail:
host: smtp.163.com
#发送者邮箱账号
username: 你的邮箱@163.com
#发送者密钥
password: 你的邮箱服务密钥
default‐encoding: utf‐8
port: 465 #端口号465或587
protocol: smtp
properties:
mail:
debug:
false
smtp:
socketFactory:
class: javax.net.ssl.SSLSocketFactory
@Data
public class SwAlarmDTO {
private Integer scopeId;
private String scope;
private String name;
private Integer id0;
private Integer id1;
private String ruleName;
private String alarmMessage;
private Long startTime;
}
@Slf4j
@RestController
@RequiredArgsConstructor
@RequestMapping("/alarm")
public class SwAlarmController {
private final JavaMailSender sender;
@Value("${spring.mail.username}")
private String from;
/**
* 接收skywalking服务的告警通知并发送至邮箱
**/
@PostMapping("/receive")
public void receive(@RequestBody List
[root@ip‐236‐048 skywalking]# vim config/alarm‐settings.yml
webhooks:
‐ http://127.0.0.1:9134/alarm/receive
@Override
@Trace
@Tag(key="getAll",value="returnedObj")
public List
八、SkyWalking高可用
‐DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=192.168.3.10:11800,192.168.3.12:11800
九、SkyWalking UI介绍
1️⃣菜单栏
2️⃣控制栏
3️⃣展示栏
4️⃣拓扑图
5️⃣追踪
6️⃣性能剖析
8️⃣告警
后记