微服务链路追踪组件Skywalking实战详解

摘要：Apache SkyWalking是一款开源的分布式系统性能监控工具，支持微服务架构的链路追踪和性能分析。它采用探针(Agent)采集数据，通过OAP平台分析处理，支持多种存储方式(ES/MySQL等)，提供可视化UI展示调用链和性能指标。SkyWalking具有低侵入性、多语言支持、告警功能等特点，相比Zipkin等工具性能影响更小。本文详细介绍了SkyWalking的架构设计、安装部署、

alonewolf_99

391人浏览 · 2026-02-01 02:03:24

alonewolf_99 · 2026-02-01 02:03:24 发布

一、SkyWalking简介

1.1 什么是SkyWalking

SkyWalking是一款国产开源的应用性能监控（APM）系统，专为微服务、云原生和容器化架构设计。它于2015年由吴晟开源，2017年加入Apache孵化器，现已成为Apache顶级项目。SkyWalking提供分布式追踪、服务网格遥测分析、度量聚合和可视化一体化解决方案。

核心价值：

串联调用链路，快速定位问题
理清微服务间依赖关系
分析微服务接口性能
追踪业务流程处理顺序

官方资源：

官网：http://skywalking.apache.org/
下载：http://skywalking.apache.org/downloads/
GitHub：https://github.com/apache/skywalking
文档：https://skywalking.apache.org/docs/main/v9.1.0/readme/
中文文档：https://skyapm.github.io/document-cn-translation-of-skywalking/

1.2 链路追踪组件选型对比

特性	Zipkin	Pinpoint	SkyWalking	CAT
实现方式	拦截请求，发送数据	Java探针，字节码增强	Java探针，字节码增强	代码埋点
接入方式	引入配置	javaagent字节码	javaagent字节码	代码侵入
协议	HTTP/MQ	Thrift	gRPC	HTTP/TCP
颗粒度	接口级	方法级	方法级	代码级
全局调用统计	×	√	√	√
JVM监控	×	×	√	√
OpenTracing	√	×	√	×

性能对比（探针对吞吐量影响）：

SkyWalking：影响最小
Zipkin：影响适中
Pinpoint：影响明显（500并发时吞吐量从1385降至774）

1.3 SkyWalking主要功能特性

多语言支持：Java、.NET Core、Node.JS等自动探针
轻量高效：无需大数据平台和大量服务器资源
模块化设计：UI、存储、集群管理有多种机制可选
完整监控方案：分布式追踪、度量聚合、可视化
告警功能：支持自定义告警规则和多种通知方式
服务网格支持：通过Service Mesh网络代理收集数据

二、SkyWalking整体架构

2.1 架构组成

text

┌─────────────┐    ┌─────────────┐    ┌─────────────┐
│    Agent    │────▶│     OAP     │────▶│  Storage   │
│   (探针)    │    │(分析平台)   │    │  (存储)    │
└─────────────┘    └─────────────┘    └─────────────┘
                           │
                    ┌──────┴──────┐
                    │     UI      │
                    │  (界面)     │
                    └─────────────┘

四大核心组件：

2.1.1 Agent（探针）

部署方式：与应用一起部署，通过-javaagent参数加载
功能：收集应用性能数据，发送给OAP服务器
技术：基于ByteBuddy字节码增强技术

2.1.2 OAP（Observability Analysis Platform）

功能：接收Agent数据，进行分析、聚合、存储
端口：
- 11800：接收Agent数据（gRPC）
- 12800：提供查询接口（HTTP）

2.1.3 Storage（存储）

支持存储：ElasticSearch、MySQL、TiDB、H2等
推荐：生产环境建议使用ElasticSearch

2.1.4 UI（用户界面）

默认UI：RocketBot UI（SkyWalking 7.0.0+）
端口：默认8080
功能：展示追踪数据、拓扑图、性能指标等

2.2 核心概念

服务（Service）：提供相同功能的一组工作负载
服务实例（Service Instance）：服务中的单个运行实例
端点（Endpoint）：服务接收请求的路径（如HTTP URI）
追踪（Trace）：一次请求的完整调用链
跨度（Span）：Trace中的一个操作单元

三、SkyWalking环境搭建部署

3.1 下载与安装

下载地址：

bash

# SkyWalking APM
wget https://archive.apache.org/dist/skywalking/9.1.0/apache-skywalking-apm-9.1.0.tar.gz

# Java Agent（单独下载）
wget https://archive.apache.org/dist/skywalking/java-agent/8.11.0/apache-skywalking-java-agent-8.11.0.tgz

目录结构：

text

apache-skywalking-apm-bin/
├── bin/              # 启动脚本
│   ├── startup.sh    # 组合启动脚本
│   ├── oapService    # OAP启动脚本
│   └── webappService # UI启动脚本
├── config/           # 配置文件
│   ├── application.yml    # OAP配置
│   └── alarm-settings.yml # 告警配置
├── webapp/           # UI前端
├── oap-libs/         # OAP依赖库
└── agent/            # Agent探针
    ├── skywalking-agent.jar
    ├── config/
    ├── plugins/      # 必须插件
    └── optional-plugins/ # 可选插件

3.2 快速启动（使用H2存储）

1）修改配置

yaml

# config/application.yml
storage:
  selector: ${SW_STORAGE:h2}

2）启动服务

bash

# 启动OAP和UI
bin/startup.sh

# 查看日志
tail -f logs/skywalking-oap-server.log
tail -f logs/webapp.log

3）访问UI

text

http://localhost:8080

3.3 端口说明

服务	端口	说明
OAP Server	11800	接收Agent数据（gRPC）
OAP Server	12800	提供查询接口（HTTP）
Web UI	8080	用户界面（可修改）

四、SkyWalking快速开始

4.1 SkyWalking Agent追踪微服务

4.1.1 通过JAR包方式接入

Shell脚本启动方式：

bash

#!/bin/sh
# SkyWalking Agent配置
export SW_AGENT_NAME=springboot-skywalking-demo
export SW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=127.0.0.1:11800
export SW_AGENT_SPAN_LIMIT=2000
export JAVA_AGENT="-javaagent:/path/to/skywalking-agent.jar"

java $JAVA_AGENT -jar your-application.jar

命令行参数方式：

bash

java -javaagent:/path/to/skywalking-agent.jar \
     -DSW_AGENT_NAME=springboot-skywalking-demo \
     -DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=127.0.0.1:11800 \
     -jar your-application.jar

4.1.2 在IDEA中使用SkyWalking

配置JVM参数：

text

-javaagent:D:\skywalking\agent\skywalking-agent.jar
-DSW_AGENT_NAME=springboot-skywalking-demo
-DSW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES=192.168.65.206:11800

4.1.3 跨多个微服务追踪

注意事项：

每个微服务都需要配置Agent
Gateway服务需要特殊插件支持

Gateway插件配置：

bash

# 拷贝Gateway插件到plugins目录
cp agent/optional-plugins/apm-spring-cloud-gateway-*.jar agent/plugins/
cp agent/optional-plugins/apm-spring-webflux-*.jar agent/plugins/

4.2 SkyWalking集成日志框架

4.2.1 集成Logback

添加依赖：

xml

<dependency>
    <groupId>org.apache.skywalking</groupId>
    <artifactId>apm-toolkit-logback-1.x</artifactId>
    <version>8.11.0</version>
</dependency>

配置logback-spring.xml：

xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <appender name="console" 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="console"/>
    </root>
</configuration>

日志输出示例：

text

2022-08-05 17:28:41.809 [TID:2fa2a77d1b244697aafb8a158ba5ad81.244.16596917217780005] [http-nio-8046] INFO ...

4.2.2 通过gRPC上报日志（v8.4.0+）

配置gRPC Appender：

xml

<appender name="grpc-log" class="org.apache.skywalking.apm.toolkit.log.logback.v1.x.log.GRPCLogClientAppender">
    <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>

4.3 SkyWalking告警通知

4.3.1 告警规则配置

配置文件：config/alarm-settings.yml

示例规则：

yaml

rules:
  service_resp_time_rule:
    metrics-name: service_resp_time
    op: ">"
    threshold: 1000
    period: 10
    count: 3
    silence-period: 5
    message: 服务响应时间超过1000ms

规则参数说明：

metrics-name：度量名称（服务、实例、端点等）
op：操作符（>、<、=）
threshold：阈值
period：检查周期（分钟）
count：触发次数
silence-period：静默期
message：告警消息

4.3.2 WebHook回调

配置回调接口：

yaml

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

回调数据格式：

json

[
  {
    "scopeId": 1,
    "scope": "SERVICE",
    "name": "serviceA",
    "id0": "c2VydmljZUE=",
    "id1": "",
    "ruleName": "service_resp_time_rule",
    "alarmMessage": "服务响应时间超过1000ms",
    "startTime": 1613913565462
  }
]

实现回调接口：

java

@RestController
@RequestMapping("/webhook")
public class AlarmController {
    @PostMapping
    public void alarm(@RequestBody List<AlarmMessage> alarmMessages) {
        for (AlarmMessage alarmMessage : alarmMessages) {
            System.out.println(alarmMessage);
        }
    }
}

4.3.3 钉钉集成

配置示例：

yaml

dingtalkHooks:
  textTemplate: |
    {
      "msgtype": "text",
      "text": {
        "content": "Apache SkyWalking Alarm: \n %s."
      }
    }
  webhooks:
    - url: https://oapi.dingtalk.com/robot/send?access_token=your_token
      secret: your_secret

4.4 SkyWalking持久化追踪数据

4.4.1 基于MySQL持久化

1. 修改配置：

yaml

storage:
  selector: ${SW_STORAGE:mysql}
  mysql:
    properties:
      jdbcUrl: ${SW_JDBC_URL:"jdbc:mysql://localhost:3306/swtest"}
      dataSource.user: ${SW_DATA_SOURCE_USER:root}
      dataSource.password: ${SW_DATA_SOURCE_PASSWORD:root}

2. 添加MySQL驱动：

bash

# 将MySQL驱动包放到oap-libs目录
cp mysql-connector-java-8.0.xx.jar oap-libs/

3. 创建数据库：

sql

CREATE DATABASE swtest CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;

4.4.2 基于ElasticSearch持久化

1. 修改配置：

yaml

storage:
  selector: ${SW_STORAGE:elasticsearch}
  elasticsearch:
    namespace: ${SW_NAMESPACE:""}
    clusterNodes: ${SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES:localhost:9200}
    user: ${SW_ES_USER:""}
    password: ${SW_ES_PASSWORD:""}

2. 启动ElasticSearch：

bash

# 单节点启动
bin/elasticsearch -d

# 查看状态
curl http://localhost:9200

4.5 自定义SkyWalking链路追踪

4.5.1 添加依赖

xml

<dependency>
    <groupId>org.apache.skywalking</groupId>
    <artifactId>apm-toolkit-trace</artifactId>
    <version>8.11.0</version>
</dependency>

4.5.2 获取TraceId

java

@RestController
public class UserController {
    @RequestMapping("/list")
    public List<User> list() {
        // 存储上下文信息
        TraceContext.putCorrelation("name", "fox");
        
        // 获取上下文信息
        Optional<String> name = TraceContext.getCorrelation("name");
        System.out.println("name = " + name.get());
        
        // 获取TraceId
        String traceId = TraceContext.traceId();
        System.out.println("traceId = " + traceId);
        
        return userService.list();
    }
}

4.5.3 使用@Trace注解

java

@Service
public class UserService {
    @Trace  // 将该方法加入追踪链路
    @Tag(key = "list", value = "returnedObj")
    public List<User> list() {
        return userMapper.list();
    }
    
    @Trace
    @Tags({
        @Tag(key = "param", value = "arg[0]"),
        @Tag(key = "user", value = "returnedObj")
    })
    public User getById(Integer id) {
        return userMapper.getById(id);
    }
}

@Tag注解说明：

key：标签名称
value：标签值
- arg[0]：方法第一个参数
- arg[1]：方法第二个参数
- returnedObj：返回值

4.6 SkyWalking集群部署

4.6.1 集群架构

text

          ┌─────────────┐
          │   Nginx     │
          │   (LB)      │
          └──────┬──────┘
          ┌──────┴──────┐
          │   Web UI    │
          │  集群       │
          └──────┬──────┘
    ┌────────────┼────────────┐
    │            │            │
┌───▼───┐  ┌───▼───┐  ┌───▼───┐
│ OAP1  │  │ OAP2  │  │ OAP3  │
└───┬───┘  └───┬───┘  └───┬───┘
    │           │           │
┌───▼───────────▼───────────▼───┐
│        ElasticSearch         │
│            集群              │
└───────────────────────────────┘

4.6.2 配置步骤

1. 修改OAP配置（使用Nacos注册中心）：

yaml

cluster:
  selector: ${SW_CLUSTER:nacos}
  nacos:
    serviceName: ${SW_SERVICE_NAME:"SkyWalking_OAP_Cluster"}
    hostPort: ${SW_CLUSTER_NACOS_HOST_PORT:localhost:8848}
    namespace: ${SW_CLUSTER_NACOS_NAMESPACE:"public"}

2. 修改UI配置：

yaml

# webapp/webapp.yml
server:
  port: 8080

spring:
  cloud:
    discovery:
      simple:
        instances:
          oap-service:
            - 192.168.1.101:12800
            - 192.168.1.102:12800
            - 192.168.1.103:12800

3. 启动顺序：

启动Nacos集群
启动ElasticSearch集群
启动多个OAP实例
启动UI服务
配置Nginx负载均衡

五、常见问题与解决方案

5.1 Gateway追踪不显示

问题：Spring Cloud Gateway服务在追踪链路中不显示
解决方案：

bash

# 拷贝Gateway相关插件
cp agent/optional-plugins/apm-spring-cloud-gateway-*.jar agent/plugins/
cp agent/optional-plugins/apm-spring-webflux-*.jar agent/plugins/

5.2 内存配置优化

调整JVM参数：

bash

# 修改bin/oapService.sh
export JAVA_OPTS=" -Xms2g -Xmx2g -XX:+UseG1GC"

5.3 数据清理策略

配置数据保留时间：

yaml

# config/application.yml
recordDataTTL: ${SW_RECORD_DATA_TTL:90}  # 记录数据保留90天
metricsDataTTL: ${SW_METRICS_DATA_TTL:90} # 指标数据保留90天

六、总结与最佳实践

6.1 部署建议

生产环境：使用ElasticSearch作为存储，配置集群模式
开发环境：可使用H2或MySQL，简化部署
监控范围：从核心业务服务开始，逐步扩大覆盖范围

6.2 性能优化

采样率调整：生产环境可适当降低采样率（如50%）
缓冲区配置：调整Agent缓冲区大小，平衡性能和数据完整性
网络优化：确保Agent与OAP之间的网络通畅

6.3 监控告警

关键指标：响应时间、错误率、吞吐量
告警分级：根据业务重要性设置不同级别的告警
通知渠道：结合邮件、钉钉、企业微信等多渠道通知

6.4 持续维护

版本升级：关注SkyWalking版本更新，及时升级
数据清理：定期清理过期数据，释放存储空间
性能监控：监控SkyWalking自身性能，确保监控系统稳定

七、学习资源推荐

官方文档：https://skywalking.apache.org/docs/
中文社区：https://skyapm.github.io/

本文基于SkyWalking v9.1.0版本编写，涵盖了从入门到生产部署的全流程。SkyWalking作为国产优秀的APM系统，在微服务监控领域表现出色，建议在实际项目中逐步应用，结合业务特点进行定制化配置。

2048 AI社区

有“AI”的1024 = 2048，欢迎大家加入2048 AI社区

更多推荐

构建高性能生成式AI应用：基于Rust Axum与蓝耘DeepSeek-V3.2大模型服务的全栈开发实战

2048 AI社区

C++模板：告别重复代码的利器

在开始今天的内容之前，我们先来看一下我们前面写过的交换函数：代码语言：javascriptAI代码解释//……我们看到，当想要交换int类型，double类型，char类型的数据，我们是不是要对各种类型的数据写对应的交换函数，ok，在我们还没有学函数重载的时候，甚至还要给这些交换不同类型的交换函数命不同的名字，现在我们学了函数重载，虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：重载的函数仅仅是类型不同，

2048 AI社区

网络协议和进程线程

并发：指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行。第二次挥手：服务端收到 FIN 之后，会发送 ACK 报文，且把客户端的序列号值 +1 作为 ACK 报文的序列号值，表明已经收到客户端的报文了，此时服务端处于 CLOSE_WAIT 状态。①进程是操作系统资源分配