在人们一般的认知中，skywalking是一个典型的遵从google dapper论文思想的系统分布式链路追踪的工具。但正如skywalking官方所声称的，skywalking是一个APM（Application Performance Monitor，应用性能监测）工具，或者说的更玄乎一点，是一个OAP(Observation Analysis Platform，可观测性分析平台)。skywalking不仅能分析调用链，还可以方便地分析系统指标和链路日志。

1 skywalking框架简述

如上面官网的两张图所示：SkyWalking 逻辑上分为四部分: 探针, 平台后端, 存储和用户界面：

Agent(探针)

负责从应用中，收集链路信息，发送给 SkyWalking OAP 服务器。支持 SkyWalking、Zikpin、Jaeger 等提供的 Tracing 数据信息。系统已提供了很多开箱可用的探针，包括不同语言开发的应用程序，如java/go/.net/javascript/lua，也支持servicemesh，支持对http、grpc调用进行追踪。
OAP（可观测性分析平台，即skywalking后端）

支持数据聚合, 数据分析以及驱动数据流从探针到用户界面的流程。分析包括 Skywalking 原生追踪和性能指标以及第三方来源，包括 Istio 及 Envoy telemetry , Zipkin 追踪格式化等。你甚至可以使用 Observability Analysis Language 对原生度量指标和用于扩展度量的计量系统自定义聚合分析。如果你的系统比较大，OAP可以进一步细分为Receiver和Aggregator两种角色。Receiver负责从Agent接收数据，Aggregator则对Receiver的数据进行聚合和分析。
Storage

通过开放的插件化的接口存放 SkyWalking 数据. 你可以选择一个既有的存储系统, 如 ElasticSearch、H2、 MySQL集群(Sharding-Sphere 管理)、TiDB，也可以选择自己实现一个存储系统
UI

一个基于接口高度定制化的Web系统，用户可以可视化查看和管理 SkyWalking 数据

2 OAP安装

如果你只是想体验一下skywalking的功能，下载skywalking安装包，直接启动即可：

$ tar -xzf apache-skywalking-apm-9.5.0.tar.gz
$ cd apache-skywalking-apm-bin
$ /bin/startup.sh
SkyWalking OAP started successfully!
SkyWalking Web Application started successfully!

然后就可以通过http://localhost.8080访问skywalking UI，不过这时候没有任何跟踪数据

skywalking默认使用的后端存储是H2数据库，且是standalone模式，在正式生产环境中，应该选择持久化的后端数据库，如elasticsearch、mysql、postgresql、tidb等，一般选择elasticsearch作为存储后端的比较多。选择elasticsearch的最简配置如下所示：

storage:
  # 选择elasticsearch作为后端存储
  selector: ${SW_STORAGE:elasticsearch}
  elasticsearch:
    # es中所有相关的index名字都会以namespace值前缀
    namespace: ${SW_NAMESPACE:"sky"}
    # es集群地址
    clusterNodes: ${SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES:localhost:9200}

同样需要配置集群模式，skywalking支持通过多种平台来实现集群模式，如zookeeper、kubernetes、consul、etcd、nacos。如选择etcd，最简配置：

cluster:
  selector: ${SW_CLUSTER:etcd}
  etcd:
    # etcd cluster nodes, example: 10.0.0.1:2379,10.0.0.2:2379,10.0.0.3:2379
    endpoints: ${SW_CLUSTER_ETCD_ENDPOINTS:localhost:2379}
    namespace: ${SW_CLUSTER_ETCD_NAMESPACE:/skywalking}
    serviceName: ${SW_CLUSTER_ETCD_SERVICE_NAME:"SkyWalking_OAP_Cluster"}

3 Agent安装

如果是java agent，只需要下载agent安装包，解压到指定目录下，然后在启动java应用程序时通过-javaagent参数指定agent位置即可，如下：

$ java -javaagent:./skywalking-agent/skywalking-agent.jar -jar target/gateway-0.0.1-SNAPSHOT.jar

agent的功能通过不同的plugin实现，生效的plugin放在activations和plugins两个目录下:

$ ls ./skywalking-agent
LICENSE	NOTICE	activations bootstrap-plugins config licenses logs optional-plugins optional-reporter-plugins plugins skywalking-agent.jar

agent安装包下还有一个optional-plugins的目录，如果你要使用这个目录下的功能，将相应的plugin包移到plugins目录下，比如你想跟踪spring-cloud-gateway组件，则可以移动下面两个plugin：

$ cp ./skywalking-agent/optional-plugins/apm-spring-cloud-gateway-2.1.x-plugin-8.4.0.jar ./skywalking-agent/plugins/
$ cp ./skywalking-agent/optional-plugins/apm-spring-webflux-5.x-plugin-8.4.0.jar ./skywalking-agent/plugins/

agent的配置文件为./skywalking-agent/config/agent.config，最简配置只需要修改服务名：

agent.service_name=${SW_AGENT_NAME:gateway}

4 跟踪链路日志

skywalking还可以搜集链路相关日志，将日志与分布式链路的trace id进行关联。需要支持该功能，在pom.xml文件中添加相关依赖(假设日志组件使用的是logback 1.x版本，log4j2可以添加对应的依赖)：

    <dependency>
        <groupId>org.apache.skywalking</groupId>
        <artifactId>apm-toolkit-trace</artifactId>
        <version>8.16.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.skywalking</groupId>
        <artifactId>apm-toolkit-logback-1.x</artifactId>
        <version>8.16.0</version>
    </dependency>

然后在logback配置中使用skywalking相应的日志encoder，如下是logback-spring.xml配置文件的示例内容:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration scan="true" scanPeriod="60 seconds" debug="false">

    <!-- 日志输出格式, [%tid]打印的就是trace id值 -->
    <property name="log.pattern" value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - [%method,%line] [%tid] - %msg%n"/>

    <!-- 系统日志输出 -->
    <appender name="stdout" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <file>${log.path}/info.log</file>
        <encoder class="ch.qos.logback.core.encoder.LayoutWrappingEncoder">
            <!-- 支持打印trace id -->
            <layout class="org.apache.skywalking.apm.toolkit.log.logback.v1.x.TraceIdPatternLogbackLayout">
                <pattern>${log.pattern}</pattern>
            </layout>
            <pattern>${log.pattern}</pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <!-- 收集日志到skywalking oap，这样在skywalking中能看到链路日志 -->
    <appender name="grpcLog" 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.mdc.TraceIdMDCPatternLogbackLayout">
                <pattern>${log.pattern}</pattern>
            </layout>
        </encoder>
    </appender>

    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="stdout"/>
        <appender-ref ref="grpcLog"/>
    </root>

</configuration>

这样项目在打印日志时，如果是链路追踪相关的日志，则会打印链路的trace id；如果不是追踪链路相关的日志，[%tid]占位符打印的内容为[N/A]

打印的日志示例：

5 skywalking应用介绍

下面以一个简单的例子来介绍skywalking的应用。假设有两个服务，app-server1和app-server2，app-server1通过gateway向外开放了一个接口，该接口会调用app-server2的一个接口，app-server2的这个接口会以10%的概率返回错误。app-server1、app-server2、gateway都注册到eureka注册中。我们观察一下跟踪的链路、拓扑、服务metric、日志等数据。