分布式链路追踪-skywalking

news2025/7/9 9:14:14

一、分布式调用链

随着业务的高速发展，服务之间的调用关系愈加复杂

线上每一个请求会经过多个业务系统，并产生对各种缓存或者DB 的访问，业务流会经过很多个微服务的处理和传递。

问题：

• —次请求的流量从哪个服务而来？最终落到了哪个服务中去？

• 为什么这个请求这么慢？到底哪个环节出了问题？

• 这个操作需要依赖哪些东西？是数据库还是消息队列？

• Redis挂了，哪些业务受影响？

所以如何理清他们并跟踪它们之间的调用关系就显得比较关键

二、什么是调用链

这个时候我们希望有—套这样的系统：

• 故障定位：调用链路跟踪，一次请求的逻辑轨迹可以完整清晰的展示出来。

• 性能分析：调用链的各个环节分别添加调用耗时，可以分析出系统的性能瓶颈。

• 数据分析：可以得到请求的行为路径，汇总分析应用在很多业务场景

同时我们还希望它具备：

• 低消耗性

• 低侵入性

• 时效性

• 决策支持

• 数据可视化

三、调用链选型

zipkin：是Twitter 开源的调用链分析工具，目前基于 springcloud sleuth 得到了广泛的使用，使用部署简单。

Pinpoint：是韩国人开源的基于字节码注入的调用链分析，以及应用监控分析工具。特点是支持多种插件，UI功能强大，接入端无代码侵入。

SkyWalking：是本土开源的基于字节码注入的调用链分析，以及应用监控分析工具。特点是支持多种插件，UI功能较强，接入端无代码侵入。目前已加入Apache化器。

CAT：是大众点评开源的基于编码和配置的调用链分析，应用监控分析，日志采集，监控报警等一系列的监

调用链-基本原理和接入方式

调用链选型

数据存储支持对比

社区活跃度

性能分析

模拟了三种并发用户：500，750，1000。使用jmeter测试，每个线程发送30个请求，设置思考时间为10ms,使用的采样率为1，即100%组合起来，一共有12种。下面看下汇总表：

四、skywalking支持的rpc框架

Dubbo

Dubbox

Apache Dubbo

Motan

gRPC

Apache ServiceComb Java Chassis

SOFARPC

五、skywalking 总体架构

Metric的特点是，它是可累加的：他们具有原子性，每个都是一个逻辑计量单元，或者一个时间

段内的柱状图。例如：队列的当前深度可以被定义为一个计量单元，在写入或读取时被更新统

计；输入HTTP请求的数量可以被定义为一个计数器，用于简单累加；请求的执行时间可以被定义为一个柱状图，在指定时间片上更新和统计汇总。

Tracing的最大特点就是，它在单次请求的范围内，处理信息。任何的数据、元数据信息都被绑定到系统中的单个事务上。例如：一次调用远程服务的RPC执行过程；一次实际的SQL查询语句；一次HTTP请求的业务性ID。

总结，Metric主要用来进行数据的统计，比如HTTP请求数的计算。Tracing主要包含了某一次请求的链路数据。

1.探针(agent)负责进行数据的收集，包含了Tracing和Metrics的数据，agent会被安装到服务所在的服务器上，以方便数据的获取。

2. 可观测性分析平台OAP(Observability Analysis Platform)，接收探针发送的数据，并在内存中使用分析引擎（Analysis Core)进行数据的整合运算，然后将数据存储到对应的存储介质上，比如Elasticsearch、MySQL数据库、H2数据库等。同时OAP还使用查询引擎(Query Core)提供HTTP查询接口。

3. Skywalking提供单独的UI进行数据的查看，此时UI会调用OAP提供的接口，获取对应的数据然后进行展示

六、告警功能

Skywalking每隔一段时间根据收集到的链路追踪的数据和配置的告警规则（如服务响应时间、服务响应

时间百分比）等，判断如果达到阈值则发送相应的告警信息。发送告警信息是通过调用webhook接口完

成，具体的webhook接口可以使用者自行定义，从而开发者可以在指定的webhook接口中编写各种告

警方式，比如邮件、短信等。告警的信息也可以在RocketBot中查看到。

skywalking默认的告警规则

1. 最近3分钟内服务的平均响应时间超过1秒

2. 最近2分钟服务成功率低于80%

3. 最近3分钟90%服务响应时间超过1秒

4. 最近2分钟内服务实例的平均响应时间超过1秒

七、java agent

java agent本质上可以理解为一个插件，该插件就是一个精心提供的jar包，这个jar包通过JVMTI（JVM Tool Interface）完成加载，最终借助JPLISAgent（Java Programming Language Instrumentation Services Agent）完成对目标代码的修改。

java agent技术的主要功能如下：

1、可以在加载java文件之前做拦截把字节码做修改

2、可以在运行期将已经加载的类的字节码做变更

3、还有其他的一些小众的功能

4、获取所有已经被加载过的类

5、获取所有已经被初始化过了的类

6、获取某个对象的大小

7、将某个jar加入到bootstrapclasspath里作为高优先级被bootstrapClassloader加载

8、将某个jar加入到classpath里供AppClassloard去加载

9、设置某些native方法的前缀，主要在查找native方法的时候做规则匹配

通过java agent技术进行类的字节码修改最主要使用的就是Java Instrumentation API。

java agent 启动时修改