Apache SkyWalking

Apache SkyWalking 是一个应用性能监控（APM）系统，专门为微服务、云原生和基于容器（Docker、K8s、Mesos）的架构而设计。它提供了分布式追踪、服务网格遥测分析、指标聚合和可视化等功能。

核心特性

分布式追踪：自动追踪分布式系统中的请求链路
性能指标监控：监控应用性能指标，包括响应时间、吞吐量等
服务拓扑图：自动生成服务依赖关系图
告警：支持多种告警规则和通知方式
日志关联：将日志与追踪数据关联
多语言支持：支持 Java、.NET、Node.js、Python、Go 等
存储支持：支持 Elasticsearch、MySQL、TiDB、InfluxDB 等

架构组件

Agent：探针，负责收集应用数据
Collector：收集器，接收 Agent 上报的数据
Storage：存储层，存储追踪和指标数据
UI：Web 界面，提供可视化和查询功能

Docker 安装

安装 Elasticsearch（存储）

bash

docker run -d \
  --name elasticsearch \
  --restart=always \
  -p 9200:9200 \
  -p 9300:9300 \
  -e "discovery.type=single-node" \
  -e "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m" \
  elasticsearch:7.17.0

安装 SkyWalking OAP（收集器）

bash

docker run -d \
  --name skywalking-oap \
  --restart=always \
  -p 11800:11800 \
  -p 12800:12800 \
  -e SW_STORAGE=elasticsearch \
  -e SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES=elasticsearch:9200 \
  apache/skywalking-oap-server:9.5.0

安装 SkyWalking UI

bash

docker run -d \
  --name skywalking-ui \
  --restart=always \
  -p 8080:8080 \
  --link skywalking-oap:skywalking-oap \
  -e SW_OAP_ADDRESS=http://skywalking-oap:12800 \
  apache/skywalking-ui:9.5.0

访问 UI：http://localhost:8080

Java 应用集成

方式一：使用 Agent（推荐）

下载 SkyWalking Agent：

bash

wget https://archive.apache.org/dist/skywalking/9.5.0/apache-skywalking-java-agent-9.5.0.tgz
tar -xzf apache-skywalking-java-agent-9.5.0.tgz

启动应用时添加 JVM 参数：

bash

java -javaagent:/path/to/skywalking-agent/skywalking-agent.jar \
  -DSW_AGENT_NAME=your-service-name \
  -DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=localhost:11800 \
  -jar your-application.jar

方式二：Spring Boot 集成

添加依赖

在 pom.xml 中添加依赖：

xml

<dependency>
    <groupId>org.apache.skywalking</groupId>
    <artifactId>apm-toolkit-trace</artifactId>
    <version>9.5.0</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.skywalking</groupId>
    <artifactId>apm-toolkit-logback-1.x</artifactId>
    <version>9.5.0</version>
</dependency>

配置 Agent

在 application.yml 中配置：

yaml

skywalking:
  agent:
    service_name: your-service-name
    collector:
      backend_service: localhost:11800
    plugin:
      mysql:
        trace_sql_parameters: true

启动参数

在启动脚本中添加：

bash

-javaagent:/path/to/skywalking-agent/skywalking-agent.jar

手动追踪

创建自定义追踪

java

import org.apache.skywalking.apm.toolkit.trace.Trace;
import org.apache.skywalking.apm.toolkit.trace.TraceContext;

@Service
public class OrderService {
    
    @Trace
    public void createOrder(Order order) {
        // 业务逻辑
        processOrder(order);
    }
    
    @Trace(operationName = "processOrder")
    public void processOrder(Order order) {
        // 处理订单
    }
    
    public void logTraceId() {
        // 获取追踪 ID
        String traceId = TraceContext.traceId();
        log.info("Trace ID: {}", traceId);
    }
}

异步追踪

java

import org.apache.skywalking.apm.toolkit.trace.RunnableWrapper;
import org.apache.skywalking.apm.toolkit.trace.TraceCrossThread;

@Service
public class AsyncService {
    
    @TraceCrossThread
    public void asyncProcess() {
        CompletableFuture.runAsync(
            RunnableWrapper.of(() -> {
                // 异步任务
            })
        );
    }
}

日志关联

Logback 配置

在 logback-spring.xml 中配置：

xml

<configuration>
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder class="ch.qos.logback.core.encoder.LayoutWrappingEncoder">
            <layout class="org.apache.skywalking.apm.toolkit.log.logback.v1.x.TraceIdPatternLogbackLayout">
                <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%tid] [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
            </layout>
        </encoder>
    </appender>
    
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="STDOUT" />
    </root>
</configuration>

使用日志

java

import org.apache.skywalking.apm.toolkit.trace.ActiveSpan;
import org.apache.skywalking.apm.toolkit.trace.TraceContext;

@Service
public class OrderService {
    
    public void createOrder(Order order) {
        // 添加追踪信息到日志
        ActiveSpan.info("Creating order: " + order.getOrderId());
        
        // 获取追踪 ID
        String traceId = TraceContext.traceId();
        log.info("Trace ID: {}, Order ID: {}", traceId, order.getOrderId());
    }
}

指标监控

HTTP 指标

SkyWalking 自动监控 HTTP 请求的以下指标：

响应时间
吞吐量（QPS）
错误率
状态码分布

数据库指标

自动监控数据库操作的：

SQL 执行时间
SQL 执行次数
慢 SQL 识别

自定义指标

java

import org.apache.skywalking.apm.toolkit.meter.Counter;
import org.apache.skywalking.apm.toolkit.meter.Gauge;
import org.apache.skywalking.apm.toolkit.meter.MeterFactory;

@Service
public class MetricsService {
    
    private Counter orderCounter;
    
    @PostConstruct
    public void init() {
        orderCounter = MeterFactory.counter("order_count")
            .tag("type", "create")
            .build();
    }
    
    public void createOrder() {
        // 增加计数器
        orderCounter.increment();
    }
}

告警配置

告警规则配置

在 config/alarm-settings.yml 中配置：

yaml

rules:
  # 服务响应时间告警
  service_sla_rule:
    metrics-name: service_sla
    threshold: 8000
    op: "<"
    period: 10
    count: 3
    message: "服务 {name} 的平均响应时间在最近 10 分钟内低于 8000 毫秒"
  
  # 服务错误率告警
  service_resp_time_rule:
    metrics-name: service_resp_time
    threshold: 1000
    op: ">"
    period: 10
    count: 3
    message: "服务 {name} 的平均响应时间在最近 10 分钟内超过 1000 毫秒"
  
  # 数据库慢查询告警
  database_access_sla_rule:
    metrics-name: database_access_sla
    threshold: 1000
    op: "<"
    period: 10
    count: 2
    message: "数据库 {name} 的平均响应时间在最近 10 分钟内低于 1000 毫秒"

Webhook 通知

yaml

webhooks:
  - http://localhost:8080/webhook

服务拓扑图

SkyWalking 会自动生成服务依赖关系图，包括：

服务之间的调用关系
服务与数据库的依赖关系
服务与消息队列的依赖关系
调用链路的性能指标

追踪查询

按服务查询

在 UI 中可以按服务查询追踪数据：

选择服务
选择时间范围
查看追踪列表

按端点查询

可以查询特定端点的追踪数据：

选择端点（如 HTTP 路径）
查看该端点的所有追踪

按追踪 ID 查询

如果知道追踪 ID，可以直接查询：

输入追踪 ID
查看完整的调用链路

性能分析

端点性能分析

查看端点的平均响应时间
查看端点的吞吐量
查看端点的错误率
识别慢端点

服务性能分析

查看服务的整体性能
分析服务的依赖关系
识别性能瓶颈

数据库性能分析

查看 SQL 执行时间
识别慢 SQL
分析数据库连接池使用情况

最佳实践

合理设置采样率：在高并发场景下，可以设置采样率减少数据量
配置告警规则：及时发现问题
日志关联：将日志与追踪数据关联，便于排查问题
性能优化：根据监控数据优化性能瓶颈
存储优化：合理配置存储，定期清理历史数据
Agent 版本管理：保持 Agent 版本与 OAP 版本一致

常见问题

Agent 无法连接 OAP

检查网络连接
检查 OAP 服务是否正常启动
检查配置的地址和端口是否正确

数据不显示

检查 Agent 是否正常启动
检查采样率配置
检查存储配置

性能影响

Agent 对应用性能影响很小（通常 < 3%）
可以调整采样率减少影响
可以关闭不需要的插件

SkyWalking 作为强大的 APM 工具，可以帮助开发团队快速定位和解决分布式系统中的性能问题，提升系统的可观测性。

Apache SkyWalking ​

核心特性 ​

架构组件 ​

Docker 安装 ​

安装 Elasticsearch（存储） ​

安装 SkyWalking OAP（收集器） ​

安装 SkyWalking UI ​

Java 应用集成 ​

方式一：使用 Agent（推荐） ​

方式二：Spring Boot 集成 ​

添加依赖 ​

配置 Agent ​

启动参数 ​

手动追踪 ​

创建自定义追踪 ​

异步追踪 ​

日志关联 ​

Logback 配置 ​

使用日志 ​

指标监控 ​

HTTP 指标 ​

数据库指标 ​

自定义指标 ​

告警配置 ​

告警规则配置 ​

Webhook 通知 ​

服务拓扑图 ​

追踪查询 ​

按服务查询 ​

按端点查询 ​

按追踪 ID 查询 ​

性能分析 ​

端点性能分析 ​

服务性能分析 ​

数据库性能分析 ​

最佳实践 ​

常见问题 ​

Agent 无法连接 OAP ​

数据不显示 ​

性能影响 ​

Apache SkyWalking

核心特性

架构组件

Docker 安装

安装 Elasticsearch（存储）

安装 SkyWalking OAP（收集器）

安装 SkyWalking UI

Java 应用集成

方式一：使用 Agent（推荐）

方式二：Spring Boot 集成

添加依赖

配置 Agent

启动参数

手动追踪

创建自定义追踪

异步追踪

日志关联

Logback 配置

使用日志

指标监控

HTTP 指标

数据库指标

自定义指标

告警配置

告警规则配置

Webhook 通知

服务拓扑图

追踪查询

按服务查询

按端点查询

按追踪 ID 查询

性能分析

端点性能分析

服务性能分析

数据库性能分析

最佳实践

常见问题

Agent 无法连接 OAP

数据不显示

性能影响