隨著業務發展壯大，微服務越來越多，調用鏈路越來越復雜，需要快速建立鏈路跟蹤系統，以及建立系統的可觀測性，以便快速了解系統的整體運行情況。此時就非常推薦SkyWalking了，SkyWalking不僅僅是一款鏈路跟蹤工具，還可以作為一個系統監控工具，還具有告警功能。使用簡便、上手又快。真可謂快、準、狠。

本文主要介紹如何快速集成使用SkyWalking，從3個方面入手：原理、搭建、使用。

1、原理

1.1、概括

SkyWalking整體分為4個部分：探針采集層、數據傳輸和邏輯處理層、數據存儲層、數據展示層。

1.2、探針采集層

所謂探針，實際上是一種動態代理技術，只不過不是我們常用的Java代理類，而是在類加載時，就生成了增強過的代理類的字節碼，增強了數據攔截和采集上報的功能。

探針技術是在項目啟動時通過字節碼技術（比如JavaAgent、ByteBuddy）進行類加載和替換，生成新的增強過的Class文件，對性能的影響是一次性的。

探針技術，因為在類加載時進行轉換，增強了部分功能，所以會增加項目啟動時間，同時也會增加內存占用量和線程數量。但是對性能影響不大，官方介紹在5% ~ 10%之間。

探針層在類轉換時，通過各種插件對原有的類進行增強，之后在運行時攔截請求，然后將攔截的數據上報給Skywalking服務端。同時再加上一些定時任務，去采集應用服務器的基礎數據，比如JVM信息等。

1.3、數據傳輸和邏輯處理層

SkyWalking探針層使用了GRPC作為數據傳輸框架，將采集的數據上報到SkyWalking服務端。

SkyWalking服務端接收數據后，利用各種插件來進行數據的分析和邏輯處理。比如：JVM相關插件，主要用于處理上報上來的JVM信息，數據庫插件用來分析訪問數據庫的信息。然后在將數據存入到數據存儲層。

1.4、數據存儲層

SkyWalking的數據存儲層支持多種主流數據庫，可以自行到配置文件里查閱。我推薦使用ElasticSearch，存儲量大，搜索性能又好。

1.5、數據展示層

SkyWalking 通過 Rocketbot 進行頁面UI展示。可以在頁面的左上角看到這個可愛的Rocketbot。

2、搭建

知道了原理，搭建就很輕松了，使用SkyWalking其實就3個步驟：

1. 搭建數據存儲部件。
2. 搭建SkyWalking服務端。
3. 應用通過agent探針技術將數據采集上報給SkyWalking服務端。

2.1、搭建數據存儲部件

SkyWalking支持多種存儲方式，此處推薦采用Elasticsearch作為存儲組件，存儲的數據量較大，搜索響應快。

快速搭建Elasticsearch：

1. 安裝java：yum install java-1.8.0-openjdk-devel.x86_64
2. 下載Elasticsearch安裝包：https://www.elastic.co/cn/downloads/past-releases/elasticsearch-7-17-1
3. 修改elasticsearch.yml文件的部分字段：cluster.name，node.name，path.data，path.logs，network.host，http.port，discovery.seed_hosts，cluster.initial_master_nodes。將字段的值改成對應的值。
4. 在Elasticsearch的bin目錄下執行./elasticsearch啟動服務。
5. 訪問http://es-ip:9200，看到如下界面就代表安裝成功。

{
  "name": "node-1",
  "cluster_name": "my-application",
  "cluster_uuid": "GvK7v9HhS4qgCvfvU6lYCQ",
  "version": {
    "number": "7.17.1",
    "build_flavor": "default",
    "build_type": "rpm",
    "build_hash": "e5acb99f822233d6ad4sdf44ce45a454xxxaasdfas323ab",
    "build_date": "2023-02-23T22:20:54.153567231Z",
    "build_snapshot": false,
    "lucene_version": "8.11.1",
    "minimum_wire_compatibility_version": "6.8.0",
    "minimum_index_compatibility_version": "6.0.0-beta1"
  },
  "tagline": "You Know, for Search"
}

2.2、搭建SkyWalking服務端

搭建SkyWalking服務端只需要4步：

1、下載并解壓skywalking：https://archive.apache.org/dist/skywalking/8.9.0/

2、進入到安裝目錄下的修改配置文件：config/apllication.yaml。將存儲修改為elasticsearch。

3、進入到安裝目錄下的bin目錄，執行./startup.sh啟動SkyWalking服務端。

4、此時使用jps命令，應該可以看到如下2個進程。一個是web頁面進程，一個是接受和處理上報數據的進程。如果沒有jps命令，那自行查看下是否配置了Java環境變量。同時訪問http://ip:8080應該可以看到如下界面。

2.3、應用采集上報數據

應用采集并且上報數據，直接使用agent探針方式。分為以下3步：

1、下載解壓agent：https://archive.apache.org/dist/skywalking/java-agent/8.9.0/，找到skywalking-agent.jar

2.4、添加啟動參數

• 應用如果是jar命令啟動，則直接添加啟動參數即可：

java -javaagent:/自定義path/skywalking-agent.jar -Dskywalking.collector.backend_service={{agentUrl}} -jar xxxxxx.jar

此處的{{agentUrl}}是SkyWalking服務端安裝的地址，再加上11800端口。比如：10.20.0.55:11800。

• 應用如果是Docker鏡像的部署方式，則需要將skywalking-agent.jar打到鏡像里，類似下圖：

3、啟動項目后，即可看到監控數據，如下圖：

3、UI頁面使用

原理和搭建已經介紹完畢，接下來快速介紹UI頁面的功能。下圖標紅的部分是重點關注區域：

3.1、儀表盤

• APM：以全局（Global）、服務（Service）、服務實例（Instance）、端點（Endpoint）的維度展示各項指標。
• Database：展示數據庫的各項指標。

• 服務（Service）：某個微服務，或者某個應用。
• 服務實例（Instance）：某個微服務或者某個應用集群的一臺實例或者一臺負載。
• 端點（Endpoint）：某個Http請求的接口，或者 某個接口名+方法名。

3.2、拓撲圖

3.3、追蹤

關于UI界面的使用，還可以參考這個鏈接：https://juejin.cn/post/7106307197763584030，這里寫的比較詳細。

總結

本文主要從3個方面入手：原理、搭建、使用，介紹如何快速集成使用SkyWalking。核心重點：

• SkyWalking其實就4部分組成：探針采集上報、數據分析和邏輯處理、數據存儲、數據展示。安裝使用簡單、易上手。
• 探針技術是SkyWalking的基石，說白了就是：在類加載時進行字節碼轉換增強，然后去攔截請求，采集上報數據。
• UI頁面的使用，多用用就熟悉了。