一、Skywalking概述

1、Skywalking介紹

Skywalking是分布式系統(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)，它是一款優(yōu)秀的APM（Application Performance Management）工具，包括了分布式追蹤，性能指標(biāo)分析和服務(wù)依賴分析等。

Skywalking是一個(gè)國(guó)產(chǎn)的開(kāi)源框架，2015年由吳晟個(gè)人開(kāi)源，2017年加入Apache孵化器，國(guó)人開(kāi)源的產(chǎn)品，主要開(kāi)發(fā)人員來(lái)自于華為，2019年4月17日Apache董事會(huì)批準(zhǔn)SkyWalking成為頂級(jí)項(xiàng)目，支持Java、.Net、NodeJs等探針，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)支持Mysql、Elasticsearch等，跟Pinpoint一樣采用字節(jié)碼注入的方式實(shí)現(xiàn)代碼的無(wú)侵入，探針采集數(shù)據(jù)粒度粗，但性能表現(xiàn)優(yōu)秀，且對(duì)云原生支持，目前增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁，社區(qū)活躍。

2、Skywalking架構(gòu)圖

整個(gè)架構(gòu)，分成上、下、左、右四部分

• 1）上部分 Agent ：負(fù)責(zé)從應(yīng)用中，收集鏈路信息，發(fā)送給 SkyWalking OAP 服務(wù)器。目前支持 SkyWalking、Zikpin、Jaeger 等提供的 Tracing 數(shù)據(jù)信息。Agent 收集 SkyWalking Tracing 數(shù)據(jù)，傳遞給服務(wù)器。
• 2）下部分 SkyWalking OAP ：負(fù)責(zé)接收 Agent 發(fā)送的 Tracing 數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行分析(Analysis Core) ，存儲(chǔ)到外部存儲(chǔ)器( Storage )，最終提供查詢( Query )功能。
• 3）右部分 Storage ：Tracing 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。目前支持 ES、MySQL、Sharding Sphere、TiDB、H2 多種存儲(chǔ)器。而我們目前采用的是 ES ，主要考慮是 SkyWalking 開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)自己的生產(chǎn)環(huán)境采用 ES 為主。
• 4）左部分 SkyWalking UI ：負(fù)責(zé)提供控臺(tái)，查看鏈路等等。

SkyWalking 三個(gè)核心部分

• Agent（探針）：Agent 運(yùn)?在各個(gè)服務(wù)實(shí)例中，負(fù)責(zé)采集服務(wù)實(shí)例的 Trace 、Metrics 等數(shù)據(jù)，然后通過(guò) gRPC ?式上報(bào)給 SkyWalking 后端。
• OAP：SkyWalking 的后端服務(wù)，?個(gè)是負(fù)責(zé)接收 Agent 上報(bào)上來(lái)的 Trace、Metrics 等數(shù)據(jù)，進(jìn)?流式分析，最終將分析得到的結(jié)果寫?持久化存儲(chǔ)中，另?個(gè)是負(fù)責(zé)響應(yīng) SkyWalking UI 界?發(fā)送來(lái)的查詢請(qǐng)求。
• UI 界?：展示查詢結(jié)果。

SkyWalking Agent實(shí)現(xiàn)原理

• SkyWalking Agent是通過(guò)Java Agent的方式隨著應(yīng)用程序一起啟動(dòng)，然后通過(guò)Byte Buddy庫(kù)動(dòng)態(tài)插入埋點(diǎn)信息收集Trace信息。
• Java Agent本質(zhì)上就是?個(gè)Jar包，它會(huì)調(diào)? Instrumentation API，來(lái)修改已經(jīng)加載到JVM中的字節(jié)碼。
• Instrumentation API由JVM提供?來(lái)修改已加載類的?具，可以提供Java語(yǔ)?編寫的插樁功能，動(dòng)態(tài)修改運(yùn)?時(shí)代碼的能?。

Java Agent具有兩種加載?式

靜態(tài)加載

這種?式下，在應(yīng)?程序的任何代碼被執(zhí)?之前，就加載Agent以修改字節(jié)碼。靜態(tài)加載需要使?JVM 的-javaagent參數(shù)：

java -javaagent:agent.jar -jar application.jar
# 可以同時(shí)加載多個(gè)Agents
java -javaagent:agentA.jar -javaagent:agentB.jar application.jar

動(dòng)態(tài)加載

這種?式下，Agent可以在運(yùn)?時(shí)動(dòng)態(tài)按需的加載。動(dòng)態(tài)加載需要調(diào)?Java Attach API。

// 根據(jù)PID查找?標(biāo)JVM，并連接到JVM 
VirtualMachine jvm = VirtualMachine.attach(jvmPid); 
// 加載Agent 
jvm.loadAgent(agentFile.getAbsolutePath()); 
// 取消到JVM的連接 
jvm.detach();

Instrumentation

Instrumentation是java提供的修改已經(jīng)加載到JVM中字節(jié)碼的API。使? Instrumentation，開(kāi)發(fā)者可以構(gòu)建?個(gè)獨(dú)?于應(yīng)?程序的代理程序（Agent），?來(lái)監(jiān)測(cè)和協(xié)助運(yùn)?在 JVM 上的程序，甚?能夠替換和修改某些類的定義。有了這樣的功能，開(kāi)發(fā)者就可以實(shí)現(xiàn)更為靈活的運(yùn)?時(shí)虛擬機(jī)監(jiān)控和Java 類操作了，這樣的特性實(shí)際上提供了?種虛擬機(jī)級(jí)別?持的 AOP 實(shí)現(xiàn)?式，使得開(kāi)發(fā)者?需對(duì) JDK 做任何升級(jí)和改動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)某些 AOP 的功能了。JVM級(jí)別AOP。

在JDK 1.6以前，instrument只能在JVM剛啟動(dòng)開(kāi)始加載類時(shí)生效，而在JDK 1.6之后，instrument支持了在運(yùn)行時(shí)對(duì)類定義的修改。在 Java SE 6 ??，instrumentation 包被賦予了更強(qiáng)?的功能：?jiǎn)?dòng)后的instrument、本地代碼 （native code）instrument，以及動(dòng)態(tài)改變 classpath 等等。這些改變，意味著 Java 具有更強(qiáng)的動(dòng)態(tài)控制、解釋能?，它使得 Java 語(yǔ)?變得更加靈活多變。

二、Docker環(huán)境下使用docker-compose部署Skywalking

1、相關(guān)組件及版本

2、創(chuàng)建目錄賦予權(quán)限

mkdir elasticsearch
cd elasticsearch
mkdir logs
mkdir data
chmod 775 logs
chmod 775 data

3、準(zhǔn)備docker-compose.yml文件

version: '3.3'
services:
  elasticsearch:
    image: elasticsearch:7.17.6
    container_name: elasticsearch
    restart: always
    ports:
      - 9200:9200
    environment:
      - "TAKE_FILE_OWNERSHIP=true" #volumes 掛載權(quán)限 如果不想要掛載es文件改配置可以刪除
      - "discovery.type=single-node" #單機(jī)模式啟動(dòng)
      - "TZ=Asia/Shanghai" # 設(shè)置時(shí)區(qū)
      - "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m" # 設(shè)置jvm內(nèi)存大小
    volumes:
      - ./elasticsearch/logs:/usr/share/elasticsearch/logs
      - ./elasticsearch/data:/usr/share/elasticsearch/data
     #- ./elasticsearch/conf/elasticsearch.yml:/usr/share/elasticsearch/config/elasticsearch.yml
    ulimits:
      memlock:
        soft: -1
        hard: -1
  skywalking-oap-server:
    image: apache/skywalking-oap-server:8.9.1
    container_name: skywalking-oap-server
    depends_on:
      - elasticsearch
    links:
      - elasticsearch
    restart: always
    ports:
      - 11800:11800
      - 12800:12800
    environment:
      SW_STORAGE: elasticsearch  # 指定ES版本
      SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES: elasticsearch:9200
      TZ: Asia/Shanghai
    #volumes:
     #- ./oap/conf/alarm-settings.yml:/skywalking/config/alarm-settings.yml
  skywalking-ui:
    image: apache/skywalking-ui:8.9.1
    container_name: skywalking-ui
    depends_on:
      - skywalking-oap-server
    links:
      - skywalking-oap-server
    restart: always
    ports:
      - 8080:8080
    environment:
      SW_OAP_ADDRESS: http://skywalking-oap-server:12800
      TZ: Asia/Shanghai

3、執(zhí)行啟動(dòng)服務(wù)命令

docker-compose up -d

4、訪問(wèn)UI地址http:${IP}:8080

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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