一、前言

本片文章主要讲解skywalking的安装教程，及其在微服务架构中的链路追踪功能。

本文中的演示项目运行环境如下：

• springcloud：2020.0.6
• springboot：2.5.14
• jdk：1.8
• skywalking：9.4.0
• os：windows

skywalking的介绍分多篇文章：

• 1. 微服务项目集成skywalking
• 2. skywalking全链路追踪

二、介绍

skywalking是一个开源的应用性能管理系统和可观测性分析平台。用于收集、分析、聚合和可视化来自服务和云原生基础设施的数据。SkyWalking提供了一种简单的方法来保持我们的分布式系统的清晰视图，甚至跨云。这是一个现代的APM(应用性能管理和监控技术)，专门为云本地的、基于容器的分布式系统而设计。

SkyWalking在许多不同的场景中为观察和监控分布式系统提供了解决方案。首先，与传统方法一样，SkyWalking为服务提供了自动仪器代理，如Java、C#、Node.js、Go、PHP和Nginx LUA。

SkyWalking为服务、服务实例、端点和流程提供了可观察性。

• 服务：代表为传入请求提供相同行为的一组工作负载。使用仪器代理或SDK时，可以定义服务名。
• 服务实例：服务组中的每个工作负载称为一个实例。像Kubernetes中的pods一样，它不需要是单个操作系统进程，但是，如果您使用的是工具代理，实例实际上是一个真正的操作系统进程。
• 端点：服务中用于传入请求的路径，例如HTTP URI路径或gRPC服务类+方法签名。
• 流程：操作系统进程。在某些场景中，一个服务实例不是一个流程，比如一个pod Kubernetes可以包含多个流程。

1. 架构

SkyWalking在逻辑上分为四个部分：Probe(探针)、backend(平台后端)、storage(存储)和UI。

• Probe(探针)：探针收集遥测数据，包括各种格式的度量、轨迹、日志和事件。
• backend(平台后端)：支持数据聚合、分析和流式处理，包括跟踪、指标、日志和事件。充当聚合者角色、接收者角色或两者兼而有之。
• storage(存储)：通过开放/可插拔的接口存储数据。你可以选择一个现有的实现，比如ElasticSearch、H2、MySQL、TiDB、BanyanDB。
• UI：一个高度可定制的基于web的界面，允许skywalk终端用户可视化和管理skywalk数据。

三、安装skywalking服务端

进入skywalking下载页面，按照以下截图进行不同版本的下载

下载成功后进行解压，解压后如下所示

重点关注以下文件夹

• bin：包括用于后端服务和前端UI的启动shell脚本和cmd脚本
• config：后端服务的配置文件，主要关注application.yml、log4j.xml、alarm-settings.yml
• oap-libs：后端服务所需要的所有依赖
• webapp：前端应用以及配置文件

四、启动skywalking服务端

进入bin文件夹，双击webappService.bat启动skywalking服务的后端与前端。

启动成功后如下所示

既然服务启动成功，我们下一步就是通过浏览器打开skywalking的可视化界面了。

首先需要查看前端服务运行的端口，进入webapp文件夹，查看前端配置文件application.yml，发现前端服务的运行端口号是通过变量SW_SERVER_PORT设置的，其默认端口号为8081

在浏览器输入localhost:8081，进入控制台页面

五、微服务项目开发

本项目仅用于演示skywalking的集成过程，项目结构如下图所示

• skywalking-eureka-server：eureka服务注册中心
• skywalking-gateway：网关
• skywalking-goods：商品服务
• skywalking-order：订单服务
• skywalking-payment：支付服务

项目架构图如下所示

注册中心

本项目的注册中心仅用于服务注册，其配置文件如下所示

启动注册中心后，在浏览器打开注册中心页面，输入localhost:8080/eureka

从注册中心中可以看出，我们启动的实例如下

• eureka注册中心：只有一个实例，端口号为8080，为单机模式
• 网关：只有一个实例，端口号为8090，为单机模式
• 商品服务：两个实例，端口号分别为8011和8012，为集群模式
• 订单服务：两个实例，端口号分别为8021和8022，为集群模式
• 支付服务：两个实例，端口号分别为8031和8032，为集群模式

网关服务

本项目的注册中心仅用于转发请求，其配置文件如下所示

该配置中的三个路由分别用于转发请求到商品服务、订单服务和支付服务。

商品服务

商品服务中定义的接口如下：

当用户调用该接口时，打印日志进行记录，然后通过feign接口调用订单服务的创建订单接口，最后返回结果，

订单服务

订单服务中定义了一个由商品服务调用的接口如下：

该接口由商品服务调用，其返回值0代表成功，1代表失败。当传入的商品id为2的倍数时，则订单创建失败，否则通过feign接口调用支付服务的支付接口，最后返回结果。

支付服务

支付服务中定义了一个由订单服务调用的接口如下：

该接口由订单服务调用，其返回值0代表成功，1代表失败。当传入的商品id为3的倍数时，则支付失败，否则返回成功的结果。

测试

当我们调用商品服务的接口并传入商品id为1时

得到的结果为0，即成功。

查看日志如下：

从日志中可以看出，此次请求的调用链如下所示

当我们调用商品服务的接口并传入商品id为2时

得到的结果为1，即失败。

查看日志如下：

从日志中可以看出，此次请求的调用链如下所示

当我们调用商品服务的接口并传入商品id为3时

得到的结果为1，即失败。

查看日志如下：

从日志中可以看出，此次请求的调用链如下所示

六、下载java客户端

skywalking使用java agent将客户端植入到微服务中，当项目启动时，会自动与skywalking服务端建立连接。

下面我们进入官网下载页面

下载成功后进行解压，解压后如下所示

重点关注以下文件

• config：客户端的配置
• logs：日志
• skywalking-agent.jar：skywalking的客户端

七、微服务集成skywalking客户端

skywalking要求我们通过-javaagent将skywalking客户端集成到微服务中，现在我们对上面演示项目的各个服务进行集成

1. idea启动

使用idea启动项目的情况下，我们进入项目的启动配置(Run/Debug Configuration)中。

以端口号为8011的商品服务为例，添加以下JVM启动参数

# skywalking客户端路径
-javaagent:E:\skywalking\skywalking-agent\skywalking-agent.jar
# 服务名称
-Dskywalking.agent.service_name=skywalking-goods

如下图所示

2. 命令行启动

同样以端口号为8011的商品服务为例，当我们使用命令行启动微服务的jar包时，只需要将上面的两个参数放在-jar参数的前面即可，如下所示

java \
-javaagent:/data/skywalking/skywalking-agent.jar \
-Dskywalking.agent.service_name=skywalking-goods \
-jar \
skywalking-goods.jar

3. 集成效果

启动参数添加完成后，重启项目，然后进入skywalking服务端的控制台页面

不难发现，我们已经把项目中的eureka服务端、网关、商品服务、订单服务、支付服务集成到skywalking了。

该页面中包含四个标签页：Service、Topology、Trace、Log

• Service：微服务列表。类比eureka服务端的服务列表。
  在该列表中，发现其表格中包含了以下几列

  • Service Groups：服务分组。

    当我们启动服务时，在JVM启动参数中为其添加了skywalking的服务名称-Dskywalking.agent.service_name=skywalking-goods，如果需要为该服务指定分组，则需要以 分组名::服务名 配置服务名称。

    例如我们需要将商品服务的分组设置为sw-business，则将该参数修改为-Dskywalking.agent.service_name=sw-business::skywalking-goods。

  • Service Names：服务名称。

  • Load(calls/min)：平均每分钟调用次数。

  • Success Rate(%)：调用成功率。

  • Latency(ms)：延迟。

  • apdex：应用性能指数。

• Topology：服务拓扑图。

• Trace：服务调用链路。

• Log：服务调用日志。

4. 服务实例

点击服务名，可查看该服务详情，其中包含该服务的实例列表

• 查看eureka服务实例

  通过以下截图看到eureka服务的实例数为1个，其实例名称为skywalking自动生成的，其规则为UUID + @ + IP。

  

• 查看网关服务实例

  通过以下截图看到网关服务的实例数为1个，其实例名称为skywalking自动生成的，其规则为UUID + @ + IP。

  

• 查看商品服务实例

  通过以下截图看到商品服务的实例数为2个，其实例名称为skywalking自动生成的，其规则为UUID + @ + IP。

  

• 查看订单服务实例

  通过以下截图看到订单服务的实例数为2个，其实例名称为skywalking自动生成的，其规则为UUID + @ + IP。

  

• 查看支付服务实例

  通过以下截图看到支付服务的实例数为2个，其实例名称为skywalking自动生成的，其规则为UUID + @ + IP。

  

5. 修改服务实例名称

由于skywalking生成的实例名称有默认规则，我们可以对其进行修改，以增加各个服务实例的辨识度。

在项目的JVM启动参数中添加配置：-Dskywalking.agent.instance_name=实例名称。以商品服务为例

• 端口号为8011的商品服务
  

• 端口号为8012的商品服务
  

重新启动商品服务的两个实例，可以看到对应的实例名称已被修改，且可以发现实例名称支持中文

八、skywalking客户端配置

skywalking客户端提供了多种配置方式：配置文件、jvm启动参数、-javaagent选项、操作系统环境变量。

1. 配置文件

在skywalking客户端的配置文件config/agent.config中，包含了大量客户端配置，如下截图所示。

以服务名的配置为例，配置项为agent.service_name，对应的值将从系统环境变量中获取SW_AGENT_NAME变量的值作为服务名，冒号:后面为默认配置，即如果系统环境变量中不存在该配置，则取默认值

2. jvm启动参数

使用 skywalking. + 配置项 实现对配置文件中对应配置项的覆盖，因此优先级更高。

• 为什么要给配置项添加前缀skywalking.

  前缀可以避免冲突。

例如：配置命名空间

-Dskywalking.agent.namespace=my_namespace

3. javaagent选项

格式：

多个配置项之间以逗号","分隔

-javaagent:/path/to/skywalking-agent.jar=[option1]=[value1],[option2]=[value2]

例如配置服务名和命名空间

-javaagent:/path/to/skywalking-agent.jar=agent.service_name=my_service_name,agent.namespace=my_namespace

如果配置项或配置值中包含特殊符号，则应当使用单引号’'将其包含

-javaagent:/path/to/skywalking-agent.jar=agent.service_name=my_service_name,agent.ignore_suffix='.jpg,.jpeg'

4. 操作系统环境变量

以服务名的配置为例，配置项为agent.service_name，对应的值将从系统环境变量中获取SW_AGENT_NAME变量的值作为服务名，冒号:后面为默认配置，即如果系统环境变量中不存在该配置，则取默认值。

以上就是skywalking的安装、以及如何与微服务项目进行集成的过程。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

————————我是万万岁，我们下期再见————————