分布式/微服務必配APM系統，SkyWalking讓你不迷路

前言

如今分布式、微服務盛行，面對拆分服務比較多的系統，如果線上出現異常，需要快速定位到異常服務節點，假如還用傳統的方式排查肯定效率是極低的，因為服務之間的各種通信會讓定位更加繁瑣；所以就急需一個分布式鏈路追蹤系統，方便快速定位異常節點，從而針對性的處理問題。比較主流的APM(Application Performance Management)系統有SkyWalking、Zipkin、PinPoint、Cat等，這里就先說說SkyWalking，其他的后續再補上。

APM系統當然不僅僅只是鏈路追蹤，還可以根據各種性能指標分析應用程序及其運行環境，以便在發生故障的時候能快速定位及解決問題。

正文

1. SkyWalking簡介

SkyWalking 是一個開源可觀察性平台，用於收集、分析、聚合和可視化來自服務和雲原生基礎設施(如數據庫)的數據，它還提供了優秀的可視化界面。SkyWalking 也是一種現代 APM，專為雲原生、基於容器的分布式系統而設計。

1.1 常用術語

在SkyWalking中會經常提到服務、服務實例和端點，這里就先來了解一下：

• 服務：通俗一點理解就是一個應用程序；比如訂單服務API。
• 服務實例：服務組中每個單獨運行的節點稱為一個實例，一個服務可以對應多個服務實例(集群)； 如：一個訂單服務可以集群部署好幾個節點，這些節點就稱為服務實例；
• 端點：請求服務的路徑，如：Http Url地址或是gRPC請求地址(gRPC定義的服務類+方法名)；

通俗理解，如下圖：

1.2 理解架構

SkyWalking 主要分為四個部分：探針、平台后端、存儲和 UI，如下圖：

• 探針：專門用於收集數據，並按照SkyWalking的要求格式化對應的數據。
• 平台后端：對收集來的數據進行聚合、分析及流處理；
• 存儲：就是數據庫，將收集的數據存儲起來，方便隨時查看和分析；主流的數據庫有 ElasticSearch、H2、MySQL、TiDB、InfluxDB等。一般我們會使用ElasticSearch，查詢速度杠杠滴。
• UI：就是提供一個Web界面，可以很方便的查看和分析數據，各種圖表形式展示。

理論暫時了解這么多，實操一下更容易理解。

2. 安裝

這里就采用Docker的方式進行安裝，方便快捷，如果還有小伙伴對Docker不是很了解的，可以看看我整理的Docker系列分享。

2.1 安裝ElasticSearch

這里用到的存儲是ElasticSearch，需要提前安裝，執行如下命令：

 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 分別讓主機端口9200、9300和啟動容器的端口做映射；
• -e "discovery.type=single-node" 單節點運行；
• -e ES_JAVA_OPTS="-Xms64m -Xmx521m" 由於我雲服務器的內存比較小，所以設置了一個環境變量ES_JAVA_OPTS來配置使用的內存：最小64m，最大521m，否則內存不夠用，啟動不起來。

2.2 安裝SkyWalking的后台服務端(skywalking-oap)，執行如下命令：

 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 分別讓主機端口1234、11800、12800和啟動容器的端口做映射； 11800是對接應用程序的； 12800是用來對接SkyWalking的UI數據的。
• --link elasticsearch:elasticsearch 代表和上一步啟動elasticsearch網絡鏈接起來，可以通過容器名訪問對應服務，注意容器名和上一步一致；
• -e SW_STORAGE=elasticsearch 設置SkyWalking的存儲方式為elasticsearch;
• -e SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES=elasticsearch:9200 配置連接elasticsearch的地址；

2.3 安裝SkyWalking的UI界面(skywalking-ui)，執行如下命令

 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 代表主機端口8080和容器端口8080做映射；
• --link skywalking-oap:skywalking-oap 代表和上一步啟動skywalking-oap網絡鏈接起來，可以通過容器名訪問對應服務，注意容器名和上一步一致；
• -e SW_OAP_ADDRESS=skywalking:12800 設置UI調用的API地址，就是上一步啟動動SkyWalking后端地址，端口為12800；

接下來如果能訪問暴露的端口就代表環境安裝好了，如下：

到這環境就搞好了，剩下就是項目集成了，以下還是搞兩個API來測試一把。

注： 在搭建環境時要注意elasticsearch、skywalking-oap-server、skywalking-ui版本問題，否則很容易掉坑； 就比如 skywalking-oap-server 設置環境變量SW_STORAGE=elasticsearch 時，只能連接elasticsearch6 等等這種細節。

3. 項目集成SkyWalking

3.1 先安裝一個SkyWalking命令行工具

這個命令行工具會快速生成配置文件，執行如下命令安裝：

 # 全局安裝這個工具，后續直接用就行
 dotnet tool install -g SkyAPM.DotNet.CLI

安裝一次就行，如果已經安裝，就可以跳過此步驟。

3.2 創建項目，並引入SkyAPM.Agent.AspNetCore包

這個包是專門為.NetCore開發的探針。

3.3 注冊服務，配置環境變量

• 在Startup文件中注冊服務

  

• 配置環境變量

  這里方便測試，直接在項目中的launchSettings.json中配置就行，但如果是發布生產環境，一定要在對應環境配置環境變量。

  

3.4 執行SkyWalking命令生成配置文件

在項目根目錄下執行如下命令

 dotnet skyapm config MySkyWalkingDemoTest 192.168.xxx.xxx:11800

• MySkyWalkingDemoTest 是服務名；
• 192.168.xxx.xxx:11800 是SkyWalking后台服務的地址，就是我們2.2步驟搭建的地址。根據真實需要配置IP就行。

命令執行完成后，會在項目根目錄下生成skyapm.json文件，可以適當根據需要更改配置內容；

默認情況下skyapm.json文件只要更新都會復制到打包目錄下，保險起見，可以右鍵->屬性，將這個文件設置其為始終復制或如果較新則復制。

3.5 啟動項目看效果

SkyWalking幾乎不嵌入任何代碼，直接運行代碼，現在就可以將API服務進行跟蹤和監控了。如下圖：

看看SkyWalking界面展示：

可以進入追蹤界面看具體請求信息：

注：條件時間注意時區，往前設置時間； 其實這里可以在啟動搭建環境的時候設置時區。

點擊樹形的請求可以看詳情：

3.6 多加一個API服務，測測調用鏈

新建一個項目SkyWalkingDemoTest22222，端口以5100啟動，其他不變；這里沒有集成SkyWalking，如果需要往下監控，同以上步驟集成即可；

然后簡單修改一下SkyWalkingDemoTest項目的接口，如下：

先運行SkyWalkingDemoTest22222，再運行SkyWalkingDemoTest，執行完成之后，可以去SkyWalking界面中看看追蹤信息，如下：

也可以通過拓撲圖看到效果：

點擊對應的節點還能顯示對應的指標數據。

參考地址：

• 官網：https://skywalking.apache.org/
• 開源地址：https://github.com/apache/skywalking
• .Net探針：https://github.com/SkyAPM/SkyAPM-dotnet

代碼案例地址：https://gitee.com/CodeZoe/microservies-demo/tree/main/SkyWalkingDemo

總結

關於SkyWalking的初體驗先說這么多，對於服務間通信復雜的系統，有了這個是不是就清晰多了，定位也就容易很多。下一篇再來看看數據庫的指標及如何配置告警，關注“Code綜藝圈”，和我一起學習吧；