更新時(shí)間:2020-07-24 來(lái)源:黑馬程序員 瀏覽量:
自SpringCloud問(wèn)世以來(lái),微服務(wù)以席卷之勢(shì)風(fēng)靡全球,企業(yè)架構(gòu)都在從傳統(tǒng)SOA向微服務(wù)轉(zhuǎn)型。然而微服務(wù)這把雙刃劍在帶來(lái)各種優(yōu)勢(shì)的同時(shí),也給運(yùn)維、性能監(jiān)控、錯(cuò)誤的排查帶來(lái)的極大的困難。
在大型項(xiàng)目中,服務(wù)架構(gòu)會(huì)包含數(shù)十乃至上百個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)。往往一次請(qǐng)求會(huì)設(shè)計(jì)到多個(gè)微服務(wù),想要排查一次請(qǐng)求鏈路中經(jīng)過(guò)了哪些節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行情況如何,就稱為了亟待解決的問(wèn)題。于是分布式系統(tǒng)的APM管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
什么是APM系統(tǒng)?
APM系統(tǒng)可以幫助理解系統(tǒng)行為、用于分析性能問(wèn)題的工具,以便發(fā)生故障的時(shí)候,能夠快速定位和解決問(wèn)題,這就是APM系統(tǒng),全稱是(Application Performance Monitor)。
谷歌公開的論文提到的 Google Dapper可以說(shuō)是最早的APM系統(tǒng)了,給google的開發(fā)者和運(yùn)維團(tuán)隊(duì)幫了大忙,所以谷歌公開論文分享了Dapper。
而后,很多的技術(shù)公司基于這篇論文的原理,設(shè)計(jì)開發(fā)了很多出色的APM框架,例如Pinpoint、SkyWalking等。
而SpringCloud官網(wǎng)也集成了一套這樣的系統(tǒng):Spring Cloud Sleuth,結(jié)合Zipkin。
APM的基本原理
目前大部分的APM系統(tǒng)都是基于Google的Dapper原理實(shí)現(xiàn),我們簡(jiǎn)單來(lái)看看Dapper中的概念和實(shí)現(xiàn)原理。
先來(lái)看一次請(qǐng)求調(diào)用示例:
1、服務(wù)集群中包括:前端(A),兩個(gè)中間層(B和C),以及兩個(gè)后端(D和E)
2、當(dāng)用戶發(fā)起一個(gè)請(qǐng)求時(shí),首先到達(dá)前端A服務(wù),然后A分別對(duì)B服務(wù)和C服務(wù)進(jìn)行RPC調(diào)用;
3、B服務(wù)處理完給A做出響應(yīng),但是C服務(wù)還需要和后端的D服務(wù)和E服務(wù)交互之后再返還給A服務(wù),最后由A服務(wù)來(lái)響應(yīng)用戶的請(qǐng)求;
如何才能實(shí)現(xiàn)跟蹤呢?
Google的Dapper設(shè)計(jì)了下面的幾個(gè)概念用來(lái)記錄請(qǐng)求鏈路:
·Span:請(qǐng)求中的基本工作單元,每一次鏈路調(diào)用(RPC、Rest、數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Span。大概結(jié)構(gòu)如下:
·Trace:一次完整的調(diào)用鏈路,包含多個(gè)Span的樹狀結(jié)構(gòu),具有唯一的TraceID
一次請(qǐng)求的每個(gè)鏈路,通過(guò)spanId、parentId就能串聯(lián)起來(lái):
當(dāng)然,從請(qǐng)求到服務(wù)器開始,服務(wù)器返回response結(jié)束,每個(gè)span存在相同的唯一標(biāo)識(shí)trace_id。
APM的篩選標(biāo)準(zhǔn)
目前主流的APM框架都會(huì)包含下列幾個(gè)組件來(lái)完成鏈路信息的收集和展示:
·探針(Agent):負(fù)責(zé)在客戶端程序運(yùn)行時(shí)搜索服務(wù)調(diào)用鏈路信息,發(fā)送給收集器
·收集器(Collector):負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)格式化,保存到存儲(chǔ)器
·存儲(chǔ)器(Storage):保存數(shù)據(jù)
·UI界面(WebUI):統(tǒng)計(jì)并展示收集到的信息
因此,要篩選一款合格的APM框架,就是對(duì)比各個(gè)組件的使用差異,主要對(duì)比項(xiàng):
·探針的性能
主要是agent對(duì)服務(wù)的吞吐量、CPU和內(nèi)存的影響。如果探針在收集微服務(wù)運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí),對(duì)微服務(wù)的運(yùn)行產(chǎn)生了比較大的性能影響,相信沒(méi)什么人愿意使用。
·collector的可擴(kuò)展性
能夠水平擴(kuò)展以便支持大規(guī)模服務(wù)器集群,保證收集器的高可用特性。
·全面的調(diào)用鏈路數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)的分析要快 ,分析的維度盡可能多。跟蹤系統(tǒng)能提供足夠快的信息反饋,就可以對(duì)生產(chǎn)環(huán)境下的異常狀況做出快速反應(yīng),最好提供代碼級(jí)別的可見(jiàn)性以便輕松定位失敗點(diǎn)和瓶頸。
·對(duì)于開發(fā)透明,容易開關(guān)
即也作為業(yè)務(wù)組件,應(yīng)當(dāng)盡可能少入侵或者無(wú)入侵其他業(yè)務(wù)系統(tǒng),對(duì)于使用方透明,減少開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)。
·完整的調(diào)用鏈應(yīng)用拓?fù)?/p>
自動(dòng)檢測(cè)應(yīng)用拓?fù)?,幫助你搞清楚?yīng)用的架構(gòu)
接下來(lái),我們就對(duì)比下目前比較常見(jiàn)的三種APM框架的各項(xiàng)指標(biāo),分別是:
·Zipkin:由Twitter公司開源,開放源代碼分布式的跟蹤系統(tǒng),用于收集服務(wù)的定時(shí)數(shù)據(jù),以解決微服務(wù)架構(gòu)中的延遲問(wèn)題,包括:數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、查找和展現(xiàn)。
·Pinpoint:一款對(duì)Java編寫的大規(guī)模分布式系統(tǒng)的APM工具,由韓國(guó)人開源的分布式跟蹤組件。
·Skywalking:國(guó)產(chǎn)的優(yōu)秀APM組件,是一個(gè)對(duì)JAVA分布式應(yīng)用程序集群的業(yè)務(wù)運(yùn)行情況進(jìn)行追蹤、告警和分析的系統(tǒng)。現(xiàn)在是Apache的頂級(jí)項(xiàng)目之一。
三者對(duì)比如下:
可見(jiàn),zipkin的探針性能、開發(fā)透明性、數(shù)據(jù)分析能力都不占優(yōu),實(shí)在是下下之選。
而pinpoint在數(shù)據(jù)分析能力、開發(fā)透明性上有較大的優(yōu)勢(shì),不過(guò)Pinpoint的部署相對(duì)比較復(fù)雜,需要的硬件資源較高。
Skywalking的探針性能和開發(fā)透明性上具有較大優(yōu)勢(shì),數(shù)據(jù)分析能力上也還不錯(cuò),重要的是其部署比較方便靈活,比起Pinpoint更適合中小型企業(yè)使用。
因此,本文會(huì)帶著大家學(xué)習(xí)Skywalking的使用。
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