微服務組件---- Spring Cloud Alibaba 鏈路追蹤 skywalking 詳解-有解無憂

skywalking是什么

【1】skywalking是分布式系統的應用程式性能監視工具，專為微服務、云原生架構和基于容器（Docker、K8s、Mesos）架構而設計，SkyWalking 是觀察性分析平臺和應用性能管理系統，提供分布式追蹤、服務網格遙測分析、度量聚合和可視化一體化解決方案，

【2】主要流程為采集資料——》傳輸資料——》存盤資料——》分析資料——》監控報警，

Skywalking整體架構

【1】圖示：

【2】整個架構分成四部分：

　　1.上部分Agent ：負責從應用中，收集鏈路資訊，發送給 SkyWalking OAP 服務器；

　　2.下部分 SkyWalking OAP ：負責接收Agent發送的Tracing資料資訊，然后進行分析(Analysis Core)，存盤到外部存盤器(Storage)，最終提供查詢(Query)功能；

　　3.右部分Storage：Tracing資料存盤，目前支持ES、MySQL、Sharding Sphere、TiDB、H2多種存盤器，目前采用較多的是ES，主要考慮是SkyWalking開發團隊自己的生產環境采用ES為主；

　　4.左部分SkyWalking UI：負責提供控制臺，查看鏈路等等；

SkyWalking中三個概念【搭建的話可以看 skywalking的搭建筆記】

【1】服務(Service) ：表示對請求提供相同行為的一系列或一組作業負載，在使用Agent時，可以定義服務的名字；

【2】服務實體(Service Instance) ：上述的一組作業負載中的每一個作業負載稱為一個實體，一個服務實體實際就是作業系統上的一個真實行程；

【3】端點(Endpoint) ：對于特定服務所接收的請求路徑, 如HTTP的URI路徑和gRPC服務的類名 + 方法簽名；

SkyWalking的簡單使用

【1】通過jar包方式接入

　　1）編輯startup.sh腳本啟動

#!/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 #配置鏈路的最大Span數量，默認為 300，
export JAVA_AGENT=-javaagent:/root/skywalking-agent/skywalking-agent.jar
java $JAVA_AGENT -jar springboot-skywalking-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar #jar啟動

　　2）java命令啟動

java -javaagent:/root/skywalking-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

　　3）在IDEA中使用Skywalking

在運行的程式配置jvm引數
-javaagent:E:\SpringCloudAlibaba\apache-skywalking-apm-bin-es7\agent\skywalking-agent.jar 
-DSW_AGENT_NAME=springboot-skywalking-demo 
-DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=127.0.0.1:11800

【2】自定義SkyWalking鏈路追蹤【希望對專案中的業務方法，實作鏈路追蹤，方便我們排查問題】

　　1）引入依賴

<!-- SkyWalking 工具類 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.skywalking</groupId>
    <artifactId>apm-toolkit-trace</artifactId>
    <version>8.11.0</version>
</dependency>

　　2）在業務方法中可以TraceContext獲取到traceId

@RequestMapping("/list")
public List<User> list(){

    //TraceContext可以系結key-value
    TraceContext.putCorrelation("name", "fox");
    Optional<String> op = TraceContext.getCorrelation("name");
    log.info("name = {} ", op.get());
    //獲取追蹤的traceId
    String traceId = TraceContext.traceId();
    log.info("traceId = {} ", traceId);

    return userService.list();
}

　　3）注解@Trace將方法加入追蹤鏈路

　　4）注解@Tags或@Tag為追蹤鏈路增加其他額外的資訊，比如記錄引數和回傳資訊，實作方式：在方法上增加@Tag或者@Tags，示例：

@Trace
@Tag(key = "list", value = "https://www.cnblogs.com/chafry/p/returnedObj")
public List<User> list(){
    return userMapper.list();
}

@Trace
@Tags({@Tag(key = "param", value = "https://www.cnblogs.com/chafry/p/arg[0]"),
        @Tag(key = "user", value = "https://www.cnblogs.com/chafry/p/returnedObj")})
public User getById(Integer id){
    return userMapper.getById(id);
}

SkyWalking的資料持久化

【1】基于mysql持久化

　　1）修改config目錄下的application.yml

storage:
  #選擇使用mysql   默認使用h2，不會持久化，重啟skyWalking之前的資料會丟失
  selector: ${SW_STORAGE:mysql}
  #使用mysql作為持久化存盤的倉庫
  mysql:
    properties:
      #資料庫連接地址  創建swtest資料庫
      jdbcUrl: ${SW_JDBC_URL:"jdbc:mysql://1ocalhost:3306/swtest"}
      #用戶名
      dataSource.user: ${SW_DATA_SOURCE_USER:root}
      #密碼
      dataSource.password: ${SW_DATA_SOURCE_PASSWORD:root}

　　2）添加mysql資料驅動包到oap-libs目錄下【注意：需要添加mysql資料驅動包，因為在lib目錄下是沒有mysql資料驅動包的，所以修改完配置啟動是會報錯，啟動失敗的，】

　　3）啟動Skywalking【查看swtest資料庫，可以看到生成了很多表，那么就代表成功了】

【2】基于elasticsearch持久化

　　1）修改config目錄下的application.yml

storage:
  selector: ${SW_STORAGE:elasticsearch}  //指定ES作為存盤
  elasticsearch:
    nameSpace: ${SW_NAMESPACE:"myProject-"}  //指定命名空間，用于生成索引前綴
    clusterNodes: ${SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES:localhost:9200} //配置集群節點，當然可以采用負載均衡【然后把負載均衡的服務器ip與埠寫入】，但也可以把節點都寫進去
    user: ${SW_ES_USER:"myes"}    //es的用戶名
    password: ${SW_ES_PASSWORD:"123456"}    //es的密碼

　　2）啟動Skywalking服務

　　　　啟動時會向elasticsearch中創建大量的index索參考于持久化資料，啟動應用程式，查看追蹤資料是否已經持久化到elasticsearch的索引中，然后重啟skywalking，驗證追蹤資料會不會丟失

Skywalking告警通知

【1】skywalking告警的核心由一組規則驅動，這些規則定義在config/alarm-settings.yml檔案中，告警規則的定義分為三部分:

1.告警規則：它們定義了應該如何觸發度量警報，應該考慮什么條件；
2.網路鉤子(Webhook}：當警告觸發時，哪些服務終端需要被通知；
3.gRPC鉤子：遠程gRPC方法的主機和埠，告警觸發后呼叫；

【2】skywalking發行版中提供了默認的alarm-setting.yml檔案，包括一些規則，每個規則有英文注釋，

　　1）可以根據注釋得知每個規則的作用：

# Sample alarm rules.
rules:
  # Rule unique name, must be ended with `_rule`.
  service_resp_time_rule:
    metrics-name: service_resp_time
    op: ">"
    threshold: 1000
    period: 10
    count: 3
    silence-period: 5
    #在最近10分鐘的3分鐘內服務平均回應時間超過1000ms
    message: Response time of service {name} is more than 1000ms in 3 minutes of last 10 minutes.
  service_sla_rule:
    # Metrics value need to be long, double or int
    metrics-name: service_sla
    op: "<"
    threshold: 8000
    # The length of time to evaluate the metrics
    period: 10
    # How many times after the metrics match the condition, will trigger alarm
    count: 2
    # How many times of checks, the alarm keeps silence after alarm triggered, default as same as period.
    silence-period: 3
    #最近10分鐘內，服務成功率在2分鐘內低于80%
    message: Successful rate of service {name} is lower than 80% in 2 minutes of last 10 minutes
  service_resp_time_percentile_rule:
    # Metrics value need to be long, double or int
    metrics-name: service_percentile
    op: ">"
    threshold: 1000,1000,1000,1000,1000
    period: 10
    count: 3
    silence-period: 5
    message: Percentile response time of service {name} alarm in 3 minutes of last 10 minutes, due to more than one condition of p50 > 1000, p75 > 1000, p90 > 1000, p95 > 1000, p99 > 1000
  service_instance_resp_time_rule:
    metrics-name: service_instance_resp_time
    op: ">"
    threshold: 1000
    period: 10
    count: 2
    silence-period: 5
    #服務實體的回應時間在過去10分鐘的2分鐘內超過1000ms
    message: Response time of service instance {name} is more than 1000ms in 2 minutes of last 10 minutes
  database_access_resp_time_rule:
    metrics-name: database_access_resp_time
    threshold: 1000
    op: ">"
    period: 10
    count: 2
    #資料庫訪問{name}的回應時間在過去10分鐘的2分鐘內超過1000ms
    message: Response time of database access {name} is more than 1000ms in 2 minutes of last 10 minutes
  endpoint_relation_resp_time_rule:
    metrics-name: endpoint_relation_resp_time
    threshold: 1000
    op: ">"
    period: 10
    count: 2
    #端點關系{name}的回應時間在過去10分鐘的2分鐘內超過1000ms
    message: Response time of endpoint relation {name} is more than 1000ms in 2 minutes of last 10 minutes
#  Active endpoint related metrics alarm will cost more memory than service and service instance metrics alarm.
#  Because the number of endpoint is much more than service and instance.
#
#  endpoint_avg_rule:
#    metrics-name: endpoint_avg
#    op: ">"
#    threshold: 1000
#    period: 10
#    count: 2
#    silence-period: 5
#    message: Response time of endpoint {name} is more than 1000ms in 2 minutes of last 10 minutes
#需要自己手動打開
webhooks:
  - http://127.0.0.1/notify/  
#  - http://127.0.0.1/go-wechat/

　　2）引數說明：

metrics-name：度量名稱，也是OAL腳本中的度量名，默認配置中可以用于告警的度量有：服務，實體，端點，服務關系，實體關系，端點關系，它只支持long,double和int型別，
op：運算子，
threshold：閾值，
period：多久告警規則需要被檢查一下，這是一個時間視窗，與后端部署環境時間相匹配，
count：在一個周期視窗中，如果按op計算超過閾值的次數達到count，則發送告警
silence-period：在時間N中觸發報警后，在N -> N + silence-period這段時間內不告警，
message：該規則觸發時，發送的通知訊息，

【3】實作回呼介面

@RequestMapping("/notify")
public String notify(@RequestBody Object obj){
    //TODO 告警資訊，給技術負責人發短信，釘釘訊息，郵件，微信通知等
    System.err.println(obj.toString());
    return "notify successfully";
}

【4】接入第三方告警，如對接釘釘（官方還提供了其他第三方的對接，檔案地址：https://github.com/apache/skywalking/blob/master/docs/en/setup/backend/backend-alarm.md）

dingtalkHooks:
  textTemplate: |-
    {
      "msgtype": "text",
      "text": {
        "content": "Apache SkyWalking Alarm: \n %s."
      }
    }
  webhooks:
    - url: https://oapi.dingtalk.com/robot/send?access_token=dummy_token
      secret: dummysecret

【5】Webhook回呼通知

　　SkyWalking告警Webhook回呼要求接收方是一個Web容器（比如tomcat服務），告警的訊息會通過HTTP請求進行發送, 請求方法為POST, Content-Type為application/json, JSON格式基于List<org.apache.skywalking.oap.server.core.alarm.AlarmMessage>的集合物件資料, 集合中的每個AlarmMessage包含以下資訊：

scopeId. 所有可用的Scope，參考：org.apache.skywalking.oap.server.core.source.DefaultScopeDefine；
name. 目標 Scope 的物體名稱；
id0. Scope 物體的 ID；
id1. 未使用；
ruleName. 在 alarm-settings.yml 中配置的規則名；
alarmMessage. 報警訊息內容；
startTime. 告警時間, 位于當前時間與 UTC 1970/1/1 之間；

skywalking是分布式系統的應用程式性能監視工具，專為微服務、云原生架構和基于容器（Docker、K8s、Mesos）架構而設計，SkyWalking 是觀察性分析平臺和應用性能管理系統，提供分布式追蹤、服務網格遙測分析、度量聚合和可視化一體化解決方案，

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標籤：Java

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