一、APM介紹

二、分布式鏈路追蹤

三、Apache Skywalking（Incubator）簡(jiǎn)介

四、SkyWalking 原理架構(gòu)圖

五、SkyWalking 核心模塊

六、SkyWalking服務(wù)端安裝

七、Skywalking Agent安裝

八、Skywalking UI 管理后臺(tái)介紹

一、APM介紹

APM （Application Performance Management ）應(yīng)用性能管理 ，通過(guò)各種探針采集并上報(bào)數(shù)據(jù)，收集關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)搭配數(shù)據(jù)展示以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用程序性能管理和故障管理的系統(tǒng)化解決方案。

目前主要的一些 APM 工具有: Cat、Zipkin、Pinpoint、SkyWalking，這里主要介紹 SkyWalking ，它是一款優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn) APM 工具，包括了分布式追蹤、性能指標(biāo)分析、應(yīng)用和服務(wù)依賴分析等。

Zabbix、Premetheus、open-falcon等監(jiān)控系統(tǒng)主要關(guān)注服務(wù)器硬件指標(biāo)與系統(tǒng)服務(wù)運(yùn)行狀態(tài) 等，而APM系統(tǒng)則更重視程序內(nèi)部執(zhí)行過(guò)程指標(biāo)和服務(wù)之間鏈路調(diào)用情況的監(jiān)控 ，APM更有利于深入代碼找到請(qǐng)求響應(yīng)“慢”的根本問(wèn)題，與Zabbix之類的監(jiān)控是互補(bǔ)關(guān)系。

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項(xiàng)目地址：https://gitee.com/zhijiantianya/ruoyi-vue-pro

視頻教程：https://doc.iocoder.cn/video/

二、分布式鏈路追蹤

下圖是常見(jiàn)的微服務(wù)的框架，4 個(gè)實(shí)例，2 個(gè) MySQL、1 個(gè) Redis。實(shí)際上它有兩次完全不同的請(qǐng)求進(jìn)來(lái)：有一次的一個(gè)請(qǐng)求會(huì)訪問(wèn) Redis，再去訪問(wèn) MySQL；另外一個(gè)可能走到另外的服務(wù)上，然后直接去 MySQL。整個(gè)分布式追蹤的目的是什么？是為了讓我們最終在頁(yè)面上、UI上、和數(shù)據(jù)上能夠復(fù)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程。我們要拿到整個(gè)完整的鏈路，包括精確的響應(yīng)時(shí)間，訪問(wèn)的方法、訪問(wèn)的 circle，訪問(wèn)的 Redis 的 key等，這些是我們?cè)谧龇植际阶粉櫟臅r(shí)候需要展現(xiàn)的一個(gè)完整的信息。

基于 Spring Cloud Alibaba + Gateway + Nacos + RocketMQ + Vue & Element 實(shí)現(xiàn)的后臺(tái)管理系統(tǒng) + 用戶小程序，支持 RBAC 動(dòng)態(tài)權(quán)限、多租戶、數(shù)據(jù)權(quán)限、工作流、三方登錄、支付、短信、商城等功能

項(xiàng)目地址：https://gitee.com/zhijiantianya/yudao-cloud

視頻教程：https://doc.iocoder.cn/video/

三、Apache Skywalking(Incubator)簡(jiǎn)介

分布式系統(tǒng)的應(yīng)用程序性能監(jiān)視工具，專為微服務(wù)、云原生架構(gòu)和基于容器（Docker、K8s、Mesos）架構(gòu)而設(shè)計(jì)。

Apache Skywalking(Incubator)專門(mén)為微服務(wù)架構(gòu)和云原生架構(gòu)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)并且支持分布式鏈路追蹤的APM系統(tǒng)。Apache Skywalking(Incubator)通過(guò)加載 探針-非侵入式 的方式收集應(yīng)用調(diào)用鏈路信息，并對(duì)采集的調(diào)用鏈路信息進(jìn)行分析，生成應(yīng)用間關(guān)系和服務(wù)間關(guān)系以及服務(wù)指標(biāo)。Apache Skywalking (Incubating)目前支持多種語(yǔ)言，其中包括Java，.Net Core，Node.js和Go語(yǔ)言。另外社區(qū)還發(fā)展出了一個(gè)叫OpenTracing的組織，旨在推進(jìn)調(diào)用鏈監(jiān)控的一些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)工作。

Skywalking支持從6個(gè)可視化維度剖析分布式系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

總覽視圖(Global view)是應(yīng)用和組件的全局視圖，其中包括組件和應(yīng)用數(shù)量，應(yīng)用的告警波動(dòng)，慢服務(wù)列表以及應(yīng)用吞吐量；

拓?fù)鋱D(topology view)從應(yīng)用依賴關(guān)系出發(fā)，展現(xiàn)整個(gè)應(yīng)用的拓?fù)潢P(guān)系；

應(yīng)用視圖從單個(gè)應(yīng)用的角度，展現(xiàn)應(yīng)用的上下游關(guān)系，TopN的服務(wù)和服務(wù)器，JVM的相關(guān)信息以及對(duì)應(yīng)的主機(jī)信息。

服務(wù)視圖關(guān)注單個(gè)服務(wù)入口的運(yùn)行情況以及此服務(wù)的上下游依賴關(guān)系，依賴度，幫助用戶針對(duì)單個(gè)服務(wù)的優(yōu)化和監(jiān)控；

追蹤(trace)展現(xiàn)了調(diào)用的單次請(qǐng)求經(jīng)過(guò)的所有埋點(diǎn)以及每個(gè)埋點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)；

告警視圖(alarm)根據(jù)配置閾值針對(duì)應(yīng)用、服務(wù)器、服務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)告警。

四、SkyWalking 原理架構(gòu)圖

五、SkyWalking 核心模塊

SkyWalking采用組件式開(kāi)發(fā)，易于擴(kuò)展，主要組件作用如下：

1. Skywalking Agent ：鏈路數(shù)據(jù)采集tracing（調(diào)用鏈數(shù)據(jù)）和metric（指標(biāo)）信息并上報(bào)，上報(bào)通過(guò)HTTP或者gRPC方式發(fā)送數(shù)據(jù)到Skywalking Collector。

2. Skywalking Collector ：鏈路數(shù)據(jù)收集器，對(duì)agent傳過(guò)來(lái)的tracing和metric數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析通過(guò)Analysis Core模塊處理并落入相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，同時(shí)會(huì)通過(guò)Query Core模塊進(jìn)行二次統(tǒng)計(jì)和監(jiān)控告警。

3. Storage ：Skywalking的存儲(chǔ)，支持以ElasticSearch、Mysql、TiDB、H2等主流存儲(chǔ)作為存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ),H2僅作為臨時(shí)演示單機(jī)用。

4. SkyWalking UI ：Web可視化平臺(tái)，用來(lái)展示落地的數(shù)據(jù)，目前官方采納了RocketBot作為SkyWalking的主UI。

本文通過(guò)Docker容器安裝Skywalking，并示例整合apisix網(wǎng)關(guān)、Spring Boot微服務(wù)項(xiàng)目進(jìn)行APM(Application Performance Management)應(yīng)用性能管理，檢測(cè)從接口網(wǎng)關(guān)到微服務(wù)實(shí)例、再到數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存等存儲(chǔ)層之間的鏈路追蹤。

六、SkyWalking服務(wù)端安裝

安裝環(huán)境：

操作系統(tǒng)：CentOS7，配置為4核8G

Docker版本：Docker version 19.03.12, build 48a66213fe

安裝工具：docker-compose，版本：docker-compose version 1.26.2, build eefe0d31

skywalking版本：8.1.0

elasticsearch版本：7.5.0

1、創(chuàng)建目錄

mkdir-p/data/ent/skywalking
cd/data/ent/skywalking

2、編寫(xiě)docker-compose.yml

vimdocker-compose.yml
#添加以下內(nèi)容
version:'3.8'
services:
elasticsearch:
image:docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.5.0
container_name:elasticsearch
restart:always
ports:
-9200:9200
healthcheck:
test:["CMD-SHELL","curl--silent--faillocalhost:9200/_cluster/health||exit1"]
interval:30s
timeout:10s
retries:3
start_period:40s
environment:
-discovery.type=single-node
-bootstrap.memory_lock=true
-"ES_JAVA_OPTS=-Xms512m-Xmx512m"
-TZ=Asia/Shanghai
ulimits:
memlock:
soft:-1
hard:-1
skywalking-oap:
image:apache/skywalking-oap-server:8.1.0-es7
container_name:skywalking-oap
depends_on:
-elasticsearch
links:
-elasticsearch
restart:always
ports:
-11800:11800
-12800:12800
healthcheck:
test:["CMD-SHELL","/skywalking/bin/swctl"]
interval:30s
timeout:10s
retries:3
start_period:40s
environment:
TZ:Asia/Shanghai
SW_STORAGE:elasticsearch7
SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES:elasticsearch:9200
skywalking-ui:
image:apache/skywalking-ui:8.1.0
container_name:skywalking-ui
depends_on:
-skywalking-oap
links:
-skywalking-oap
restart:always
ports:
-28080:8080
environment:
TZ:Asia/Shanghai
SW_OAP_ADDRESS:skywalking-oap:12800

3、啟動(dòng)服務(wù)

#啟動(dòng)（docker和docker-compose的安裝不再詳介紹）
docker-composeup-d

4、開(kāi)放端口

firewall-cmd--zone=public--add-port=11800/tcp--permanent
firewall-cmd--zone=public--add-port=12800/tcp--permanent
firewall-cmd--zone=public--add-port=28080/tcp--permanent
firewall-cmd--reload

5、訪問(wèn)skywalking ui后臺(tái)，訪問(wèn)地址為：http://服務(wù)器ip:28080

七、Skywalking Agent安裝

以java agent為例，下載skywalking項(xiàng)目，地址：https://www.apache.org/dyn/closer.cgi/skywalking/8.1.0/apache-skywalking-apm-es7-8.1.0.tar.gz

解壓下載后的文件，將agent文件夾復(fù)制至java項(xiàng)目下，執(zhí)行java項(xiàng)目時(shí)，使用javaagent開(kāi)啟skywalking agent

java-javaagent:agent/skywalking-agent.jar=agent.service_name=sab-service,collector.backend_service=192.168.35.226:11800-jarsab-manager.war--spring.profiles.active=local_dev

其中，agent.service_name為要注冊(cè)到skywalking的服務(wù)名稱，collector.backend_service為skywalking grpc注冊(cè)地址。

啟動(dòng)無(wú)報(bào)錯(cuò)，在skywalking ui后臺(tái)可查看服務(wù)是否已注冊(cè)成功到skywalking。

八、Skywalking UI 管理后臺(tái)介紹

1、首頁(yè)

儀表盤(pán)：查看被監(jiān)控服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)

拓?fù)鋱D：以拓?fù)鋱D的方式展現(xiàn)服務(wù)直接的關(guān)系，并以此為入口查看相關(guān)信息

追蹤：以接口列表的方式展現(xiàn)，追蹤接口內(nèi)部調(diào)用過(guò)程

性能剖析：?jiǎn)为?dú)端點(diǎn)進(jìn)行采樣分析，并可查看堆棧信息

告警：觸發(fā)告警的告警列表，包括實(shí)例，請(qǐng)求超時(shí)等。

自動(dòng)刷新：自動(dòng)刷新當(dāng)前數(shù)據(jù)內(nèi)容

2、儀表盤(pán)

**查看全局服務(wù)基本性能指標(biāo)**

第一欄：不同內(nèi)容主題的監(jiān)控面板，應(yīng)用/數(shù)據(jù)庫(kù)/容器等

第二欄：操作，包括編輯/導(dǎo)出當(dāng)前數(shù)據(jù)/導(dǎo)入展示數(shù)據(jù)/不同服務(wù)端點(diǎn)篩選展示

第三欄：不同緯度展示，服務(wù)/實(shí)例/端點(diǎn)

2.1、參數(shù)說(shuō)明

2.1.1 Global全局維度

第一欄：Global、Server、Instance、Endpoint不同展示面板，可以調(diào)整內(nèi)部?jī)?nèi)容

Services load：服務(wù)每分鐘請(qǐng)求數(shù)

Slow Services：慢響應(yīng)服務(wù)，單位ms

Un-Health services(Apdex):Apdex性能指標(biāo)，1為滿分。

Global Response Latency：百分比響應(yīng)延時(shí)，不同百分比的延時(shí)時(shí)間，單位ms

Global Heatmap：服務(wù)響應(yīng)時(shí)間熱力分布圖，根據(jù)時(shí)間段內(nèi)不同響應(yīng)時(shí)間的數(shù)量顯示顏色深度

底部欄：展示數(shù)據(jù)的時(shí)間區(qū)間，點(diǎn)擊可以調(diào)整。

2.1.2 Service實(shí)例維度

Service Apdex（數(shù)字）:當(dāng)前服務(wù)的評(píng)分

Service Apdex（折線圖）：不同時(shí)間的Apdex評(píng)分

Successful Rate（數(shù)字）：請(qǐng)求成功率

Successful Rate（折線圖）：不同時(shí)間的請(qǐng)求成功率

Servce Load（數(shù)字）：每分鐘請(qǐng)求數(shù)

Servce Load（折線圖）：不同時(shí)間的每分鐘請(qǐng)求數(shù)

Service Avg Response Times：平均響應(yīng)延時(shí)，單位ms

Global Response Time Percentile：百分比響應(yīng)延時(shí)

Servce Instances Load：每個(gè)服務(wù)實(shí)例的每分鐘請(qǐng)求數(shù)

Show Service Instance：每個(gè)服務(wù)實(shí)例的最大延時(shí)

Service Instance Successful Rate：每個(gè)服務(wù)實(shí)例的請(qǐng)求成功率

2.1.3 Instance實(shí)例維度

Service Instance Load：當(dāng)前實(shí)例的每分鐘請(qǐng)求數(shù)

Service Instance Successful Rate：當(dāng)前實(shí)例的請(qǐng)求成功率

Service Instance Latency：當(dāng)前實(shí)例的響應(yīng)延時(shí)

JVM CPU：jvm占用CPU的百分比

JVM Memory（Java Service）：JVM內(nèi)存占用大小，單位MB

JVM GC Time：JVM垃圾回收時(shí)間，包含YGC和OGC

JVM GC Count：JVM垃圾回收次數(shù)，包含YGC和OGC

JVM Thread Count（Java Service）：JVM生成的線程數(shù)

CLR XX：類似JVM虛擬機(jī)參數(shù)

2.1.4 Endpoint端點(diǎn)維度

Endpoint Load in Current Service：每個(gè)端點(diǎn)的每分鐘請(qǐng)求數(shù)

Slow Endpoints in Current Service：每個(gè)端點(diǎn)的最慢請(qǐng)求時(shí)間，單位ms

Successful Rate in Current Service：每個(gè)端點(diǎn)的請(qǐng)求成功率

Endpoint Load：當(dāng)前端點(diǎn)每個(gè)時(shí)間段的請(qǐng)求數(shù)據(jù)

Endpoint Avg Response Time：當(dāng)前端點(diǎn)每個(gè)時(shí)間段的請(qǐng)求行響應(yīng)時(shí)間

Endpoint Response Time Percentile：當(dāng)前端點(diǎn)每個(gè)時(shí)間段的響應(yīng)時(shí)間占比

Endpoint Successful Rate：當(dāng)前端點(diǎn)每個(gè)時(shí)間段的請(qǐng)求成功率

3、拓?fù)鋱D

SkyWalking能夠根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)自動(dòng)繪制服務(wù)之間的調(diào)用關(guān)系圖，并能識(shí)別常見(jiàn)的服務(wù)顯示在圖標(biāo)上。每條連線的顏色 反應(yīng)了服務(wù)之間的調(diào)用延遲 情況，可以非常直觀的看到服務(wù)與服務(wù)之間的調(diào)用狀態(tài)，連線中間的點(diǎn)能點(diǎn)擊，可顯示兩個(gè)服務(wù)之間鏈路的平均響應(yīng)時(shí)間、吞吐率以及SLA等信息。

1：選擇不同的服務(wù)關(guān)聯(lián)拓?fù)?/p>

2：查看單個(gè)服務(wù)相關(guān)內(nèi)容

3：服務(wù)間連接情況

4：分組展示服務(wù)拓?fù)?/p>

4、追蹤

顯示請(qǐng)求的響應(yīng)內(nèi)部執(zhí)行情況，一個(gè)完整的請(qǐng)求都經(jīng)過(guò)了哪些服務(wù)、執(zhí)行了哪些代碼方法、每個(gè)方法的執(zhí)行時(shí)間、執(zhí)行狀態(tài)等詳細(xì)信息，快速定位代碼問(wèn)題。

可通過(guò)選擇服務(wù)、實(shí)例、狀態(tài)和端點(diǎn)名稱來(lái)搜索調(diào)用鏈路，

可以點(diǎn)擊標(biāo)記紅色的端點(diǎn)，查看異常信息

5、性能剖析

新建需要分析的端點(diǎn)，在左側(cè)列表顯示任務(wù)及對(duì)應(yīng)的采樣請(qǐng)求，右側(cè)顯示端點(diǎn)鏈路及每個(gè)端點(diǎn)的堆棧信息。

6、告警

不同維度告警列表，可分為服務(wù)、端點(diǎn)和實(shí)例。