链路追踪工具 skywalking

一、关于应用性能监控 APM(Application Performance Monitor)

对于单体应用，性能分析相对简单，不同的语言都提供了工具，在代码层面埋点，然后跑一个压力测试，最后以图形化的方式看到每个调用的耗时，以此来分析性能。

对于微服务系统，在解决了单个服务的性能之后，各个服务之间的调用链的性能分析就变的错综复杂，于是需要有链路追踪系统。

常见apm参考对比及工具选型

SkyWalking：中国人吴晟（华为）开源的一款分布式追踪，分析，告警的工具，现在是Apache旗下开源项目，对云原生支持，目前增长势头强劲，社区活跃，中文文档没有语言障碍。
Zipkin：Twitter公司开源的一个分布式追踪工具，被Spring Cloud Sleuth集成，使用广泛而稳定，需要在应用程序中埋点，对代码侵入性强
Pinpoint：一个韩国团队开源的产品，探针收集的数据粒度非常细，但性能损耗大，因其出现的时间较长，完成度很高。
Cat：美团大众点评开源的一款分布式链路追踪工具。需要在应用程序中埋点，对代码侵入性强。

项目不想侵入其他的代码，工具尽量损耗性能低，工具的社区活越，文档完善*也是考虑的必要条件，经过以下表格部分参数对比，相对来说，SkyWalking更占优，因此团队采用SkyWalking作为APM工具。

工具名称	代码入侵方式	性能	ui	使用人数	粒度	告警	依赖分析	traceID查询
SkyWalking	无侵入	高	丰富	多	方法级	有	有	有
Pinpoint	无侵入	低	丰富	多	方法级	有	有	有
Zipkin	侵入低	中	一般	多	接口级	无	有	有
Cat	侵入高	中	丰富	较多	代码级	有	无	无

二、skywalking 简介

官网：https://skywalking.apache.org/

github：https://github.com/apache/skywalking

SkyWalking为超大规模而生。无论你的微服务是否在服务网格（Service Mesh）架构下，它都可以提供高性能且一致性的监控，作者吴晟。

SkyWalking做为Apache的顶级项目，是一个开源的APM和可观测性分析平台，它解决了21世纪日益庞大、分布式和异构的系统的问题。它是为应对当前系统管理所面临的困难而构建的：就像大海捞针，SkyWalking可以在服务依赖复杂且多语言环境下，获取服务对应的指标，以及完整而有意义的性能视图。

SkyWalking是一个非常全面的平台，无论你的微服务是否在服务架构下，它都可以提供高性能且一致性的监控。
让我们来看看，SkyWalking是如何解决大规模集群的可观测性问题，并从一个纯粹的链路跟踪系统，发展成为一个每天分析百亿级跟踪数据，功能丰富的可观测性平台。

为超大规模而生
SkyWalking的诞生，时间要追溯到2015年，当时它主要应用于监控顶级电信公司（例如：中国联通和中国移动）的第一代分布式核心系统。2013-2014年，这些电信公司计划用分布式系统取代传统的单体架构应用。从诞生那天开始，SkyWalking首要的设计目标，就是能够支持超大型分布式系统，并具有很好可扩展性。那么支撑超大规模系统要考虑什么呢？

拉取vs推送
与数据流向息息相关的：拉取模式和推送模式。Agent（客户端）收集数据并将其推送到后端，再对数据进一步分析，我们称之为“推送”模式。究竟应该使用拉取还是推送？这个话题已经争论已久。关键因素取决于可观测性系统的目标，即：在Agent端花最小的成本，使其适配不同类型的可观测性数据。

Agent收集数据后，可以在短时间内发送出去。这样，我们就不必担心本地缓存压力过大。举一个典型的例子，任意服务都可以轻松地拥有数百个甚至数千个端点指标（如：HTTP的URI，gRPC的服务）。那么APM系统就必须具有分析这些数量庞大指标的能力。此外，度量指标并不是可观测性领域中的唯一关注点，链路跟踪和日志也很重要。在生产环境下，SkyWalking为了能提供100%采样率的跟踪能力，数据推送模式是唯一可行的解决方案。

SkyWalking即便使用了推送模式，同时也可进行数据拉取。在最近的8.x的发版本中，SkyWalking支持从已经集成Prometheus的服务中获取终端用户的数据，避免重复工程建设，减少资源浪费。另外，比较常见的是基于MQ的传输构建拉取模式，Kafka消费者就是一个比较典型的例子。SkyWalking的Agent端使用推送模式，OAP服务器端使用拉取模式。
结论：SkyWalking的推送模式是原生方式，但拉取式模式也适用于某些特殊场景。

度量指标分析并不仅仅是数学统计
度量指标依赖于数学理论和计算。Percentile（百分位数）是用于反映响应时间的长尾效应。服务具备合理的平均响应时间和成功率，说明服务的服务等级目标(SLO）很好。除此之外，分布式跟踪还为跟踪提供了详细的信息，以及可分析的高价值指标。运维团队（OPS）和系统稳定性（SRE）团队通过服务拓扑图，用来观察网络情况（当做NOC dashboard使用）、确认系统数据流。SkyWalking依靠trace（跟踪数据），使用STAM（Streaming Topology Analysis Method）方法进行分析拓扑结构。在服务网格环境下，使用ALS（Envoy Access Log Service）进行拓扑分析。节点（services）和线路（service relationships）的拓扑结构和度量指标数据，无法通过sdk轻而易举的拿到。

为了解决端点度量指标收集的局限性，SkyWalking还要从跟踪数据中分析端点依赖关系，从而拿到链路上游、下游这些关键具体的信息。这些依赖关系和度量指标信息，有助于开发团队定位引起性能问题的边界，甚至代码块。

三、skywalking架构图

整个架构，分成上、下、左、右四部分

• 上部分 Agent ：负责从应用中，收集链路信息，发送给 SkyWalking OAP 服务器。目前支持 SkyWalking、Zikpin、Jaeger 等提供的 Tracing 数据信息。而我们目前采用的是，SkyWalking Agent 收集 SkyWalking Tracing 数据，传递给服务器。
• 下部分 SkyWalking OAP ：负责接收 Agent 发送的 Tracing 数据信息，然后进行分析(Analysis Core) ，存储到外部存储器( Storage )，最终提供查询( Query )功能。
• 右部分 Storage ：Tracing 数据存储。目前支持 ES、MySQL、Sharding Sphere、TiDB、H2 多种存储器。而我们目前采用的是 ES ，主要考虑是 SkyWalking 开发团队自己的生产环境采用 ES 为主。
• 左部分 SkyWalking UI ：负责提供控台，查看链路等等。

大致流程就是，各个服务中都要集成一个叫Agent的程序，它负责收集此服务的各项性能指标；然后推送到SkyWalking OAP，来分析，归纳，存储；最终由SkyWalking UI提供一个可视化的查询展示界面。

四、关于SkyAPM

SkyAPM就是上面提到的Agent，针对不同语言，官方都提供了相应的包可按需下载：https://github.com/SkyAPM

五、安装skywalking