SkyWalking 搭建及簡單使用（Linux）
1.需求
公司項目採用微服務的架構，服務很多，人工監控是不可能的，項目的訪問量很大，想通過日誌查找某個方法中性能的問題也是非常困難的。但是系統的性能問題是不能忽視的。系統性能檢測的問題如鯁在喉，經過長時間的查找資料，功夫不負有心人，終於發現幾個比較好的開源的APM（Application Performance Management）檢測工具。
2.常見apm參考對比及工具選型
- SkyWalking：中國人吳晟（華為）開源的一款分散式追蹤，分析，告警的工具，現在是Apache旗下開源項目，對雲原生支援，目前增長勢頭強勁，社區活躍，中文文檔沒有語言障礙。
- Zipkin：Twitter公司開源的一個分散式追蹤工具，被Spring Cloud Sleuth集成，使用廣泛而穩定，需要在應用程式中埋點，對程式碼侵入性強
- Pinpoint：一個韓國團隊開源的產品，探針收集的數據粒度非常細，但性能損耗大，因其出現的時間較長，完成度很高。
- Cat：美團大眾點評開源的一款分散式鏈路追蹤工具。需要在應用程式中埋點，對程式碼侵入性強。
項目不想侵入其他的程式碼，工具盡量損耗性能低，工具的社區活越，文檔完善也是考慮的必要條件，經過以下表格部分參數對比，相對來說，SkyWalking更佔優，因此團隊採用SkyWalking作為APM工具。
| 工具名稱 | 程式碼入侵方式 | 性能 | ui | 使用人數 | 粒度 | 告警 | 依賴分析 | traceID查詢 |
| SkyWalking | 無侵入 | 高 | 豐富 | 多 | 方法級 | 有 | 有 | 有 |
| Pinpoint | 無侵入 | 低 | 豐富 | 多 | 方法級 | 有 | 有 | 有 |
| Zipkin | 侵入低 | 中 | 一般 | 多 | 介面級 | 無 | 有 | 有 |
| Cat | 侵入高 | 中 | 豐富 | 較多 | 程式碼級 | 有 | 無 | 無 |
3.工具簡介
官方有兩句話介紹SkyWalking：
SkyWalking是分散式系統的應用程式性能監視工具，專為微服務、雲原生架構和基於容器（Docker、K8S、Mesos）架構而設計
SkyWalking是觀察性分析平台和應用性能管理系統。提供分散式追蹤、服務網格遙測分析、度量聚合和可視化一體化解決方案
SkyWalking 整體架構
整個架構，分成上、下、左、右四部分：
考慮到讓描述更簡單，我們捨棄掉 Metric 指標相關，而著重在 Tracing 鏈路相關功能。
- 上部分 Agent ：負責從應用中，收集鏈路資訊，發送給 SkyWalking OAP 伺服器。目前支援 SkyWalking、Zikpin、Jaeger 等提供的 Tracing 數據資訊。而我們目前採用的是，SkyWalking Agent 收集 SkyWalking Tracing 數據，傳遞給伺服器。
- 下部分 SkyWalking OAP ：負責接收 Agent 發送的 Tracing 數據資訊，然後進行分析(Analysis Core) ，存儲到外部存儲器( Storage )，最終提供查詢( Query )功能。
- 右部分 Storage ：Tracing 數據存儲。目前支援 ES、MySQL、Sharding Sphere、TiDB、H2 多種存儲器。而我們目前採用的是 ES ，主要考慮是 SkyWalking 開發團隊自己的生產環境採用 ES 為主。
- 左部分 SkyWalking UI ：負責提供控台，查看鏈路等等。
4.搭建步驟單機版
因為對工具可用性要求不高，工具掛掉不會影響系統，所以採用單機版。
- 第一步，搭建一個 Elasticsearch 服務。
- 第二步，下載 SkyWalking 軟體包。
- 第三步，搭建一個 SkyWalking OAP 服務。
- 第四步，搭建一個 SkyWalking UI 服務。
- 第五步，啟動系統服務，並配置 SkyWalking Agent。
4.1 Elasticsearch 搭建
1.下載elasticsearch-7.2.0，下載地址：//www.elastic.co/cn/downloads/elasticsearch
2.上傳下載的壓縮包到linux伺服器，解壓文件
tar -zxvf elasticsearch-7.2.0-linux-x86_64.tar.gz //解壓壓縮包 cd elasticsearch-7.2.0 //進入目錄 mkdir data //創建data文件夾，保存數據
3.修改Elasticsearch配置：config/elasticsearch.yml
cluster.name: apm-application node.name: node-1 path.data: /app/elasticsearch/elasticsearch-7.2.0/data path.logs: /app/elasticsearch/elasticsearch-7.2.0/logs # ES監聽的ip地址 network.host: 0.0.0.0 cluster.initial_master_nodes: ["node-1"] # 需要開啟跨域才能給elasticsearch-head，kibana等連接 http.cors.enabled: true http.cors.allow-origin: "*" http.cors.allow-headers: Authorization,X-Requested-With,Content-Length,Content-Type
4.嘗試啟動Elasticsearch。
./bin/elasticsearch -d
5.啟動失敗報錯：通過日誌可以發現,es不允許linux通過root用戶啟動,原因是出於系統安全考慮設置的條件。由於Elasticsearch可以接收用戶輸入的腳本並且執行，為了系統安全考慮，直接使用root許可權會帶來很大風險,所以我們創建一個elsearch用戶
Caused by: java.lang.RuntimeException: can not run elasticsearch as root
at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.initializeNatives(Bootstrap.java:106) ~[elasticsearch-7.2.0.jar:7.2.0]
at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.setup(Bootstrap.java:195) ~[elasticsearch-7.2.0.jar:7.2.0]
at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.init(Bootstrap.java:342) ~[elasticsearch-7.2.0.jar:7.2.0]
at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.init(Elasticsearch.java:132) ~[elasticsearch-7.2.0.jar:7.2.0]
... 6 more
6.創建Elasticsearch啟動用戶，並設置許可權等
groupadd elsearch useradd elsearch -g elsearch -p elasticsearch chown -R elsearch:elsearch elasticsearch-7.2.0
7.使用elsearch用戶，再次嘗試啟動
cd elasticsearch-7.2.0 su elsearch ./bin/elasticsearch -d
8.啟動失敗，有兩個錯誤，是因為有兩個參數的值太小
ERROR: [2] bootstrap checks failed [1]: max file descriptors [4096] for elasticsearch process is too low, increase to at least [65536] [2]: max virtual memory areas vm.max_map_count [65530] is too low, increase to at least [262144]
問題解決辦法
# 第一個問題：修改/etc/security/limits.conf文件，添加或修改如下行 hard nofile 65536 soft nofile 65536 # 第二個問題：修改 /etc/sysctl.conf 文件,添加如下行 vm.max_map_count=262144
9.使用elsearch用戶，再次嘗試啟動（Elasticsearch默認記憶體是1G，因為我的伺服器記憶體是足夠的，沒有修改配置）
10.查看是否啟動成功：訪問ip:9200,出現以下資訊即為啟動成功
{
"name" : "node-1",
"cluster_name" : "apm-application",
"cluster_uuid" : "*******************",
"version" : {
"number" : "7.2.0",
"build_flavor" : "default",
"build_type" : "tar",
"build_hash" : "615e27c",
"build_date" : "2019-06-20T15:54:18.811730Z",
"build_snapshot" : false,
"lucene_version" : "8.0.0",
"minimum_wire_compatibility_version" : "6.8.0",
"minimum_index_compatibility_version" : "6.0.0-beta1"
},
"tagline" : "You Know, for Search"
}
4.2 下載 SkyWalking 軟體包
1.下載SkyWalking官方包，下載地址： //skywalking.apache.org/downloads/ ，我們下載作業系統對應的發布版。這裡，我們選擇apache-skywalking-apm-es7-8.0.0.tar.gz版本想使用 Elasticsearch 7.X 版本作為存儲。
2.上傳下載的壓縮包到linux伺服器，解壓文件
tar -zxvf apache-skywalking-apm-es7-8.0.0.tar.gz cd apache-skywalking-apm-es7-8.0.0
4.3 SkyWalking OAP 搭建
1.修改 OAP 配置文件 config/application.yml
vim config/application.yml
# 配置文件中默認選擇的是H2數據源，切換成elasticsearch7，把elasticsearch7配置成自己安裝的資訊
# 重點修改 storage 配置項，通過 storage.selector 配置項來設置具體使用的存儲器。
# storage.elasticsearch 配置項，設置使用 Elasticsearch6.X 版本作為存儲器。
# 可以主要修改nameSpace、clusterNodes兩個配置即可，設置使用的Elasticsearch的集群和命名空間。
# storage.elasticsearch7配置項，設置使用Elasticsearch7.X 版本作為存儲器。
storage:
selector: ${SW_STORAGE:elasticsearch7}
2.啟動OAP
$ bin/oapService.sh SkyWalking OAP started successfully!
4.4 SkyWalking UI 搭建
1.由於SkyWalking UI的默認地址是8080，與很多中間件有衝突，可以修改一下
# 修改webapp/webapp.yml server: port: 18080
2.啟動 SkyWalking UI 服務
$ bin/webappService.sh SkyWalking Web Application started successfully!
4.5 SkyWalking Agent
1.修改探針默認配置 agent/config/agent.config
collector.backend_service=${SW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES:192.168.0.4:11800}
agent.sample_n_per_3_secs=${SW_AGENT_SAMPLE:1}
取樣率修改
agent.sample_n_per_3_secs配置說明：
在訪問量較少時，鏈路全量收集不會對系統帶來太大負擔，能夠完整的觀測到系統的運行狀況。但是在訪問量較大時，全量的鏈路收集，對鏈路收集的客戶端（agent探針）、服務端（SkyWalking OAP）、存儲器（例如說 Elastcsearch）都會帶來較大的性能開銷，甚至會影響應用的正常運行。在訪問量級較大的情況下，往往會選擇抽樣取樣，只收集部分鏈路資訊。SkyWalking Agent 在 agent/config/agent.config 配置文件中，定義了 agent.sample_n_per_3_secs 配置項，設置每 3 秒可收集的鏈路數據的數量。
2.放置探針：我們需要將 agent 目錄，拷貝到 Java 應用所在的伺服器上。這樣，Java 應用才可以配置使用該 SkyWalking Agent。通過設置啟動參數的方式檢測系統，沒有程式碼侵入。
# 在服務的啟動命令中添加參數javaagent、Dskywalking.agent.service_name nohup java -javaagent:agent/skywalking-agent.jar -Dskywalking.agent.service_name=a -jar a.jar > a.log 2>&1 &
5.效果展示
儀錶盤：可以查看服務性能，介面總體耗時，資料庫sql執行耗時排行等等
拓撲圖：可以查看已經檢測的服務及服務之間的關係
追蹤：可以看到服務調用的路徑
追蹤：可以看到整個鏈路中每一個步驟的耗時情況，其中可以看到方法中各個sql執行耗時及對應的sql，可以有針對的優化sql
剛接觸SkyWalking還有很多的功能細節需要再深入了解，如果發現有問題，歡迎大家指教。
