分布式/微服务必配APM系统,SkyWalking让你不迷路

前言

如今分布式、微服务盛行,面对拆分服务比较多的系统,如果线上出现异常,需要快速定位到异常服务节点,假如还用传统的方式排查肯定效率是极低的,因为服务之间的各种通信会让定位更加繁琐;所以就急需一个分布式链路追踪系统,方便快速定位异常节点,从而针对性的处理问题。比较主流的APM(Application Performance Management)系统有SkyWalking、Zipkin、PinPoint、Cat等,这里就先说说SkyWalking,其他的后续再补上。

APM系统当然不仅仅只是链路追踪,还可以根据各种性能指标分析应用程序及其运行环境,以便在发生故障的时候能快速定位及解决问题。

正文

1. SkyWalking简介

SkyWalking 是一个开源可观察性平台,用于收集、分析、聚合和可视化来自服务和云原生基础设施(如数据库)的数据,它还提供了优秀的可视化界面。SkyWalking 也是一种现代 APM,专为云原生、基于容器的分布式系统而设计

1.1 常用术语

在SkyWalking中会经常提到服务、服务实例和端点,这里就先来了解一下:

  • 服务:通俗一点理解就是一个应用程序;比如订单服务API。
  • 服务实例:服务组中每个单独运行的节点称为一个实例,一个服务可以对应多个服务实例(集群); 如:一个订单服务可以集群部署好几个节点,这些节点就称为服务实例;
  • 端点:请求服务的路径,如:Http Url地址或是gRPC请求地址(gRPC定义的服务类+方法名);

通俗理解,如下图:

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1.2 理解架构

SkyWalking 主要分为四个部分:探针、平台后端、存储和 UI,如下图:

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  • 探针:专门用于收集数据,并按照SkyWalking的要求格式化对应的数据。
  • 平台后端:对收集来的数据进行聚合、分析及流处理
  • 存储:就是数据库,将收集的数据存储起来,方便随时查看和分析;主流的数据库有 ElasticSearch、H2、MySQL、TiDB、InfluxDB等。一般我们会使用ElasticSearch,查询速度杠杠滴。
  • UI:就是提供一个Web界面,可以很方便的查看和分析数据,各种图表形式展示。

理论暂时了解这么多,实操一下更容易理解。

2. 安装

这里就采用Docker的方式进行安装,方便快捷,如果还有小伙伴对Docker不是很了解的,可以看看我整理的Docker系列分享。

2.1 安装ElasticSearch

这里用到的存储是ElasticSearch,需要提前安装,执行如下命令:

 docker run -d --name elasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 --restart always -e "discovery.type=single-node" -e ES_JAVA_OPTS="-Xms64m -Xmx521m" elasticsearch:6.7.2

命令解析:

  • -p 9200:9200 -p 9300:9300 分别让主机端口9200、9300和启动容器的端口做映射;
  • -e "discovery.type=single-node" 单节点运行;
  • -e ES_JAVA_OPTS="-Xms64m -Xmx521m" 由于我云服务器的内存比较小,所以设置了一个环境变量ES_JAVA_OPTS来配置使用的内存:最小64m,最大521m,否则内存不够用,启动不起来。

2.2 安装SkyWalking的后台服务端(skywalking-oap),执行如下命令:

 docker run --name skywalking-oap --restart always -p 1234:1234 -p 11800:11800 -p 12800:12800 -d --link elasticsearch:elasticsearch -e SW_STORAGE=elasticsearch -e SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES=elasticsearch:9200 apache/skywalking-oap-server:8.3.0-es6

命令解析:

  • -p 1234:1234 -p 11800:11800 -p 12800:12800 分别让主机端口1234、11800、12800和启动容器的端口做映射; 11800是对接应用程序的; 12800是用来对接SkyWalking的UI数据的。
  • --link elasticsearch:elasticsearch 代表和上一步启动elasticsearch网络链接起来,可以通过容器名访问对应服务,注意容器名和上一步一致;
  • -e SW_STORAGE=elasticsearch 设置SkyWalking的存储方式为elasticsearch;
  • -e SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES=elasticsearch:9200 配置连接elasticsearch的地址;

2.3 安装SkyWalking的UI界面(skywalking-ui),执行如下命令

 docker run --name skywalking-ui --restart always -p 8080:8080 --link skywalking-oap:skywalking-oap -d -e SW_OAP_ADDRESS=skywalking-oap:12800 apache/skywalking-ui:6.6.0

命令解析:

  • -p 8080:8080 代表主机端口8080和容器端口8080做映射;
  • --link skywalking-oap:skywalking-oap 代表和上一步启动skywalking-oap网络链接起来,可以通过容器名访问对应服务,注意容器名和上一步一致;
  • -e SW_OAP_ADDRESS=skywalking:12800 设置UI调用的API地址,就是上一步启动动SkyWalking后端地址,端口为12800;

接下来如果能访问暴露的端口就代表环境安装好了,如下:

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到这环境就搞好了,剩下就是项目集成了,以下还是搞两个API来测试一把。

注: 在搭建环境时要注意elasticsearch、skywalking-oap-server、skywalking-ui版本问题,否则很容易掉坑; 就比如 skywalking-oap-server 设置环境变量SW_STORAGE=elasticsearch 时,只能连接elasticsearch6 等等这种细节。

3. 项目集成SkyWalking

3.1 先安装一个SkyWalking命令行工具

这个命令行工具会快速生成配置文件,执行如下命令安装:

 # 全局安装这个工具,后续直接用就行
 dotnet tool install -g SkyAPM.DotNet.CLI

安装一次就行,如果已经安装,就可以跳过此步骤。

3.2 创建项目,并引入SkyAPM.Agent.AspNetCore包

这个包是专门为.NetCore开发的探针。

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3.3 注册服务,配置环境变量

  • 在Startup文件中注册服务
  • 配置环境变量这里方便测试,直接在项目中的launchSettings.json中配置就行,但如果是发布生产环境,一定要在对应环境配置环境变量。

3.4 执行SkyWalking命令生成配置文件

在项目根目录下执行如下命令

 dotnet skyapm config MySkyWalkingDemoTest 192.168.xxx.xxx:11800
  • MySkyWalkingDemoTest 是服务名;
  • 192.168.xxx.xxx:11800 是SkyWalking后台服务的地址,就是我们2.2步骤搭建的地址。根据真实需要配置IP就行。

命令执行完成后,会在项目根目录下生成skyapm.json文件,可以适当根据需要更改配置内容;

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默认情况下skyapm.json文件只要更新都会复制到打包目录下,保险起见,可以右键->属性,将这个文件设置其为始终复制或如果较新则复制。

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3.5 启动项目看效果

SkyWalking几乎不嵌入任何代码,直接运行代码,现在就可以将API服务进行跟踪和监控了。如下图:

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看看SkyWalking界面展示:

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可以进入追踪界面看具体请求信息:

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注:条件时间注意时区,往前设置时间; 其实这里可以在启动搭建环境的时候设置时区。

点击树形的请求可以看详情:

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3.6 多加一个API服务,测测调用链

新建一个项目SkyWalkingDemoTest22222,端口以5100启动,其他不变;这里没有集成SkyWalking,如果需要往下监控,同以上步骤集成即可;

然后简单修改一下SkyWalkingDemoTest项目的接口,如下:

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先运行SkyWalkingDemoTest22222,再运行SkyWalkingDemoTest,执行完成之后,可以去SkyWalking界面中看看追踪信息,如下:

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也可以通过拓扑图看到效果:

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