12.Spring Cloud Alibaba 链路追踪

1. 链路追踪概述

什么是链路追踪

微服务架构是通过业务来划分服务的,使用 REST 调用。对外暴露的一个接口,可能需要很多个服务协同才能完成这个接口功能,如果链路上任何一个服务出现问题或者网络超时,都会形成导致接口调用失败。随着业务的不断扩张,服务之间互相调用会越来越复杂。

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随着服务的越来越多,对调用链的分析会越来越复杂。它们之间的调用关系也许如下:

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面对以上情况,我们就需要一些可以帮助理解系统行为、用于分析性能问题的工具,以便发生故障的时候,能够快速定位和解决问题,这就是所谓的 APM(应用性能管理)。

什么是 SkyWalking

目前主要的一些 APM 工具有: Cat、Zipkin、Pinpoint、SkyWalking;Apache 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。

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  • Skywalking Agent: 使用 JavaAgent 做字节码植入,无侵入式的收集,并通过 HTTP 或者 gRPC 方式发送数据到 SkyWalking Collector。
  • SkyWalking Collector: 链路数据收集器,对 agent 传过来的数据进行整合分析处理并落入相关的数据存储中。
  • Storage: SkyWalking 的存储,时间更迭,SW 已经开发迭代到了 6.x 版本,在 6.x 版本中支持以 ElasticSearch(支持 6.x)、Mysql、TiDB、H2、作为存储介质进行数据存储。
  • UI: Web 可视化平台,用来展示落地的数据。

SkyWalking 功能特性

  • 多种监控手段,语言探针和服务网格(Service Mesh)
  • 多语言自动探针,Java,.NET Core 和 Node.JS
  • 轻量高效,不需要大数据
  • 模块化,UI、存储、集群管理多种机制可选
  • 支持告警
  • 优秀的可视化方案

2. SkyWalking 服务端配置

官方docker-compose

基于 Docker 安装 ElasticSearch

官方推荐的方案是 ElasticSearch ,所以我们需要先安装 ElasticSearch。

docker-compose.yml

version: '3.3'
services:
  elasticsearch:
    image: wutang/elasticsearch-shanghai-zone:6.3.2
    container_name: elasticsearch
    restart: always
    ports:
      - 9200:9200
      - 9300:9300
    environment:
      cluster.name: elasticsearch

其中,9200 端口号为 SkyWalking 配置 ElasticSearch 所需端口号,cluster.name Elasticsearch集群名称,运行Skywalking需要与此名称保持一致。

测试是否启动成功

浏览器访问 http://192.168.198.131:9200/ ,浏览器返回如下信息即表示成功启动

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2. 安装SkyWalking

这里采用docker-compose的方式部署skywalking。部署所用的docker-compose.yml如下,skywalking-oap中挂载的配置文件volume来自于:https://github.com/apache/incubator-skywalking/tree/master/docker中的config目录。
这里用的是最新版本6.1.0

skywalking文档中也提示重要提示:请在UI上选择时区,使其与OAP后端服务器的时区匹配。

version: '3.3'
services:
  elasticsearch:
    image: elasticsearch:6.8.0
    container_name: skywalking-es
    restart: always
    ports:
      - 9200:9200
      - 9300:9300
    environment:
      discovery.type: single-node
      TZ: Asia/Shanghai
  oap:
    image: apache/skywalking-oap-server:6.1.0
    container_name: skywalking-oap
    depends_on:
      - elasticsearch
    links:
      - elasticsearch
    restart: always
    #前边为外网端口号,后边为容器应用端口号
    ports:
      - 11800:11800
      - 12800:12800
    environment:
      # 设置时区
      TZ: Asia/Shanghai
   # volumes:
   #   - /home/skywalking/apache-skywalking-apm-bin/config/application.yml
     # - ./config:/skywalking/config:ro
  ui:
    image: apache/skywalking-ui:6.1.0
    container_name: skywalking-ui
    depends_on:
      - oap
    links:
      - oap
    restart: always
    ports:
      - 18080:8080
    #设置环境,配置覆盖yml的配置
    environment:
      collector.ribbon.listOfServers: oap:12800

访问 ip:18080 就可以登录了
默认的用户名密码为:admin/admin,登录成功后,效果如下图

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由于使用Agent探针,所以需要下载SkyWalking。官方已经为我们准备好了编译过的服务端版本,下载地址为 http://skywalking.apache.org/downloads/,这里我们需要下载 6.x releases 版本

配置 SkyWalking

下载完成后解压缩,进入 apache-skywalking-apm-incubating/config 目录并修改 application.yml 配置文件

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这里需要做三件事:

  • 注释 H2 存储方案
  • 启用 ElasticSearch 存储方案
  • 修改 ElasticSearch 服务器地址

Java Agent 服务器探针

参考官网给出的帮助 Setup java agent,我们需要使用官方提供的探针为我们达到监控的目的,按照实际情况我们需要实现三种部署方式

  • IDEA 部署探针
  • Java 启动方式部署探针(我们是 Spring Boot 应用程序,需要使用 java -jar 的方式启动应用)
  • Docker 启动方式部署探针(需要做到一次构建到处运行的持续集成效果,本章节暂不提供解决方案,到后面的实战环节再实现)

探针文件在 apache-skywalking-apm-incubating/agent 目录下

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IDEA 部署探针

继续之前的案例项目,创建一个名为 hello-spring-cloud-external-skywalking 的目录,并将 agent 整个目录拷贝进来

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修改项目的 VM 运行参数,点击菜单栏中的 Run -> EditConfigurations...,此处我们以 nacos-provider 项目为例,修改参数如下

-javaagent:D:\Workspace\Others\hello-spring-cloud-alibaba\hello-spring-cloud-external-skywalking\agent\skywalking-agent.jar
-Dskywalking.agent.service_name=nacos-provider
-Dskywalking.collector.backend_service=192.168.198.131:11800

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  • -javaagent:用于指定探针路径
  • -Dskywalking.agent.service_name:用于重写 agent/config/agent.config 配置文件中的服务名
  • -Dskywalking.collector.backend_service:用于重写 agent/config/agent.config 配置文件中的服务地址

Java 启动方式

java -javaagent:/path/to/skywalking-agent/skywalking-agent.jar -Dskywalking.agent.service_name=nacos-provider -Dskywalking.collector.backend_service=192.168.198.131:11800 -jar yourApp.jar

测试监控

启动 nacos-provider 项目,通过观察日志可以发现,已经成功加载探针

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访问之前写好的接口 http://localhost:9000/nacos-consumer-feign/echo/hi?token=123
之后再刷新 SkyWalking Web UI,你会发现 Service 与 Endpoint 已经成功检测到了

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image

至此,表示 SkyWalking 链路追踪配置成功

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访问路径:http://localhost:9000/nacos-consumer-feign/echo/hi?token=123

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上图中展示了服务在一定时间范围内的相关数据,包括:

服务可用性指标 SLA
每分钟平均响应数
平均响应时间
服务进程 PID
服务所在物理机的 IP、Host、OS
运行时 CPU 使用率
运行时堆内存使用率
运行时非堆内存使用率
GC 情况

附:Maven Assembly 插件

什么是 Assembly Plugin

Assembly 插件目的是提供一个把工程依赖元素、模块、网站文档等其他文件存放到单个归档文件里。

Assembly 支持的归档文件类型

  • zip
  • tar.gz
  • tar.bz2
  • jar
  • dir
  • war

使用步骤

此处以将 SkyWalking 探针打包为 tar.gz 为例,为后期持续集成时构建 Docker 镜像做好准备

POM

pom.xml 中增加插件配置


    
        
            org.apache.maven.plugins
            maven-assembly-plugin
            
                
                
                    make-assembly
                    
                    package
                    
                        
                        single
                    
                    
                        skywalking
                        
                            
                            src/main/resources/assembly.xml
                        
                    
                
            
        
    


assembly.xml

创建 src/main/resources/assembly.xml 配置文件


    6.0.0-Beta
    
        
        tar.gz
    
    
    false
    
        
            
            false
            lib
            
            runtime
        
    
    
        
            
            agent
            
            
        
    


打包

mvn clean package
mvn clean install

  • package:会在 target 目录下创建名为 skywalking-6.0.0-Beta.tar.gz 的压缩包
  • install:会在本地仓库目录下创建名为 hello-spring-cloud-external-skywalking-1.0.0-SNAPSHOT-6.0.0-Beta.tar.gz 的压缩包

链接:https://www.jianshu.com/p/f31a0c82123d

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