基础

Apache SkyWalking 是一款开源的 APM（Application Performance Monitoring）+ 可观测性分析平台，专注于： 分布式链路追踪

• 性能指标监控
• 服务拓扑可视化
• 服务/实例/端点级别的告警与分析

适用于 微服务、容器化、Service Mesh 和云原生架构。

核心功能

功能模块	说明
分布式链路追踪	自动记录跨服务的调用链（Trace）
性能指标分析	记录响应时间、QPS、吞吐量、错误率等
服务拓扑图	展示服务之间的调用依赖关系
告警系统	指标触发条件可配置报警
日志（增强）	可选接入日志（与 Trace 相关联）
多协议支持	支持 HTTP/gRPC/MQ/Kafka/Service Mesh
多语言探针	Java、Node.js、Go、Python 等

关键概念

概念	说明
服务（Service）	一个逻辑系统，比如 user-service、order-service
实例（Instance）	某个服务的部署副本，比如一台 Pod、一个 JVM 实例
端点（Endpoint）	一个可观测的接口，比如 /api/user/info
Trace（链路）	一次调用路径，如 A ➝ B ➝ C
Span（跨度）	一段具体操作，比如一次 DB 查询、一次 HTTP 请求
Segment	某个实例中产生的一组 Span
Metrics（指标）	统计数据，如响应时间、TPS、错误率
Topology（拓扑图）	服务之间的调用图关系
Agent（探针）	用于收集链路和指标的客户端工具（如 Java agent）
OAP（后端核心）	SkyWalking 的核心服务，接收 agent 数据，做分析
UI（前端页面）	Web 控制台，展示服务图谱、链路详情、指标面板等

常见端口

组件	端口	说明
OAP	11800	gRPC，Agent 与 OAP 通讯
OAP	12800	HTTP，UI 与 OAP 通讯、Metrics 拉取
UI	8080（映射为如 18081）	Web 控制台页面
Prometheus Fetcher	无默认端口（通过 OAP 拉取）	用于接入 Prometheus 数据源

架构

Agent

• 作用：探针，嵌入到应用进程（Java、Go、Python 等），拦截方法调用、采集 Trace、指标、日志。

• 位置：运行在业务服务内（JVM、Go runtime、Python interpreter 等）。

• 关键功能：

  • 采集调用链数据（Trace Segment）
  • 统计接口耗时、错误率、吞吐量
  • 插桩支持多种框架（Spring、Dubbo、HTTP Client、JDBC、Redis 等）
  • 将数据通过 gRPC 或 HTTP 发送到 OAP Server

• 举例： 在 Java 应用中加 -javaagent:/path/skywalking-agent.jar -Dskywalking.agent.service_name=my-service

OAP（Observability Analysis Platform）

• 作用：SkyWalking 的核心分析引擎，接收 Agent 上报的数据并进行处理。

• 位置：独立运行的服务，可部署在 Docker、K8s、VM。

• 关键功能：

  • 接收 Trace、Metrics、Logs 数据
  • 分析并拼接调用链（Trace Merging）
  • 生成拓扑图（Service / Endpoint / Instance 关系）
  • 存储到后端数据库（H2、ES、MySQL 等）
  • 提供 GraphQL API 给 UI 使用

• 举例： 接收 Java Agent 采集的 “服务 A 调用服务 B” 数据，合并为一个完整链路。

Storage

• 作用：存储 OAP 处理后的监控数据（Trace、指标、日志等）。

• 常见类型：

  • H2（嵌入式，单机调试用）
  • MySQL / PostgreSQL（结构化存储，适合小规模生产）
  • Elasticsearch（分布式检索，适合大规模生产）

• 关键功能：

  • 保存历史调用链，支持 UI 查询
  • 支持按时间、服务、端点等多维度分析

• 举例： Elasticsearch 保存最近 7 天的调用链数据，方便查询“接口延迟趋势”。

UI

• 作用：SkyWalking 的可视化界面（Web），通过 GraphQL 向 OAP 查询数据并展示。

• 位置：独立前端服务（默认端口 8080，可通过 Docker 运行）。

• 关键功能：

  • 展示服务拓扑图（调用关系）
  • 展示 Trace 明细（每一步耗时）
  • 展示 Metrics 图表（QPS、RT、错误率等）
  • 展示日志（需接入日志插件）

• 举例： 在浏览器访问 http://<skywalking-ui-host>:8080 查看集群调用链路。

设计目标

保持可观测性

• 解释：核心目标是让用户能清晰了解系统的运行状况，特别是分布式系统中的调用链路、性能瓶颈和异常点。

• 具体体现：

  • Trace（调用链）展示每一次请求的路径
  • Metrics（指标）展示服务健康趋势
  • Logs（日志）结合 Trace 定位问题

• 意义：快速发现并定位问题，降低 MTTR（平均修复时间）。

拓扑结构

• 解释：自动分析服务间调用关系并生成拓扑图。

• 具体体现：

  • 节点代表服务、实例或端点
  • 边代表调用方向及次数/耗时
  • 自动更新（无需人工维护）

• 意义：让复杂系统的依赖关系可视化，方便架构优化和瓶颈分析。

轻量级

• 解释：部署和运行成本低，尽可能减少对业务性能的影响。

• 具体体现：

  • Agent 运行在业务进程中，占用资源低（一般 CPU < 5%，内存 < 50MB）
  • OAP 支持按需部署、可横向扩展

• 意义：在生产环境中不会成为新的性能瓶颈。

可插拔

• 解释：功能模块可灵活选择、扩展和替换。

• 具体体现：

  • 插件机制：支持多种框架探针（HTTP、RPC、DB、MQ 等）
  • 存储层可替换（H2、MySQL、ES、PostgreSQL 等）
  • 数据接入协议可扩展（gRPC、HTTP、Prometheus Fetcher 等）

• 意义：用户可以按需裁剪功能，减少不必要的开销。

可移植

• 解释：支持多种运行环境和语言，不依赖特定平台。

• 具体体现：

  • 支持 Java、Go、Node.js、Python、PHP 等多语言 Agent
  • 支持容器化部署（Docker、K8s）
  • 跨平台运行（Linux、Windows、MacOS）

• 意义：可以在不同技术栈和环境中无缝使用，降低迁移成本。

部署

compose

services:
  oap:
    image: iharbor.abc.com/docker-hub/apache/skywalking-oap-server:9.0.0
    container_name: skywalking-oap
    ports:
      - "11800:11800"   # gRPC 接口
      - "12800:12800"   # HTTP 接口
    environment:
      SW_STORAGE: h2
      SW_RECEIVER_PROMETHEUS: default
      SW_PROMETHEUS_FETCHER_ACTIVE: "true"
      SW_PROMETHEUS_FETCHER_TARGETS: "[\"http://10.1.72.76:32644\"]"
    restart: unless-stopped

  ui:
    image: iharbor.abc.com/docker-hub/apache/skywalking-ui:9.0.0
    container_name: skywalking-ui
    depends_on:
      - oap
    ports:
      - "18081:8080"     # UI 页面端口
    environment:
      SW_OAP_ADDRESS: http://oap:12800
    restart: unless-stopped

Java Agent

安装包

-javaagent:/app/skywalking-agent/skywalking-agent.jar \
-Dskywalking.agent.service_name=abc \
-Dskywalking.collector.backend_service=localhost:11800 \