使用 docker 部署 spring boot 并接入 skywalking

一、概述

最近在研究skywalking，打算使用k8s部署 skywalking 并将 pod 中的应用接入 skywalking 进行服务链路追踪。这篇文章先不介绍 skywalking 在k8s中的部署和使用，而是先介绍如何使用手动和docker的方式使用 skywalking。在整个实践过程中查阅了大量文档，遇到了各种问题，这里将我自己的实践过程记录下来，希望对有同样需求的小伙伴提供一些帮助。

1、skywalking 简介

SkyWalking是一款广受欢迎的国产APM（Application Performance Monitoring，应用性能监控）产品，主要针对微服务、Cloud Native和容器化（Docker、Kubernetes、Mesos）架构的应用。SkyWalking的核心是一个分布式追踪系统，目前是Apache基金会的顶级项目。

skywalking 的详细介绍可以查看官方文档：skywalking 官网

2、skywalking 架构

从逻辑上讲，SkyWalking分为四个部分：探针，平台后端，存储和UI，如下图所示：

• 探针收集数据并重新格式化以符合SkyWalking的要求（不同的探针支持不同的来源）。
• 平台后端支持数据聚合，分析和流处理，涵盖跟踪，指标和日志。
• 存储设备通过开放/可插入的界面存储SkyWalking数据。您可以选择现有的实现，例如ElasticSearch，H2，MySQL，TiDB，InfluxDB，或者实现自己的实现。
• UI是一个高度可定制的基于Web的界面，允许SkyWalking最终用户可视化和管理SkyWalking数据。

3、skywalking 如何自动上报数据

在使用链路追踪控制台追踪应用的链路数据之前，需要通过客户端将应用数据上报至链路追踪。SkyWalking将Java应用数据上报至链路追踪控制台，首先需要完成埋点工作。SkyWalking既支持自动探针（Dubbo、gRPC、JDBC、OkHttp、Spring、Tomcat、Struts、Jedis等），也支持手动埋点（OpenTracing）。本文介绍自动埋点方法。

skywalking 上报数据的原理如下图所示：

二、使用 docker-compose 安装 skywalking-oap-server 和 skywalking-ui

使用下面的命令在linux中安装 docker-compose：

yum install -y docker-compose

使用下面的命令创建 skywalking-docker-compose.yaml 文件：

vim skywalking-docker-compose.yaml

这里启动一个 standlone 容器，默认使用 H2 存储数据，如需其他存储可以查看官方文档进行设置。
skywalking-docker-compose.yaml 文件内容如下：

version: '3'
services:
  oap:
    image: apache/skywalking-oap-server:8.4.0-es6
    container_name: oap
    restart: always
    ports:
      - 11800:11800 # agent 上报数据的端口，这是 gRPC 端口
      - 12800:12800 # ui 读取数据的端口， 这是 http 端口
  skywaling-ui:
    image: apache/skywalking-ui:8.4.0
    container_name: ui
    depends_on:
      - oap
    links:
      - oap
    ports:
      - 8088:8080
    environment:
      - SW_OAP_ADDRESS=oap:12800

使用下面的命令启动skywalking：

docker-compose -f skywalking-docker-compose.yaml up -d

使用下面的命令查看启动日志：

docker-compose -f skywalking-docker-compose.yaml logs -f 

启动成功后，访问：http://localhost:8088，可以看...

三、手动将 spring boot 接入 skywalking

1、下载 skywalking agent

skywalking 官网下载地址：http://skywalking.apache.org/...

我这里下载的是 apache-skywalking-apm-8.4.0.tar.gz，在linux系统中也可以通过下面的命令下载并解压：

wget https://archive.apache.org/dist/skywalking/8.4.0/apache-skywalking-apm-8.4.0.tar.gz

tar -zxvf apache-skywalking-apm-8.4.0.tar.gz

解压后的目录结构如下图：

agent目录的说明如下图：

2、spring boot 项目自动上报数据

要上报spring boot项目的数据需要配置 skywalking 的接入点和服务名，可以通过下面的方式配置：

修改配置文件

打开前面下载的 agent/config/agent.config文件，找到下面的两个配置：

# The service name in UI
agent.service_name=${SW_AGENT_NAME:Your_ApplicationName}

# Backend service addresses.
collector.backend_service=${SW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES:127.0.0.1:11800}

根据实际情况进行配置即可，配置修改完成之后，可以通过下面的命令启动spring boot 项目：

java -javaagent:<skywalking-agent-path> -jar spring-boot-demo

请将<skywalking-agent-path>替换为Agent文件夹中的skywalking-agent.jar的绝对路径。
注意 -javaagent参数一定要在-jar参数之前。

通过命令参数进行配置

服务名可以在应用程序的启动命令行中添加-Dskywalking.agent.service_name参数。
skywalking 接入点可以在应用程序的启动命令行中添加-Dskywalking.collector.backend_service参数。
完整命令如下：

java -javaagent:<skywalking-agent-path> -Dskywalking.agent.service_name=<ServiceName> -Dskywalking.collector.backend_service=<backend-service-addresses>  -jar yourApp.jar

在idea中启动参数中配置

我们也可以在 idea 启动配置选项的 VM options 中进行如下配置：

配置完成后，启动项目可以看到如下信息打印到控制台：

查看skywalking 控制台，并没有数据，因为需要先访问接口，才会上报数据到控制台，通过不断的调用测试接口，再次查看控制台可以看到我们的调用情况，如下图所示：

四、使用 docker 部署 spring boot 并接入 skywalking

这里 spring boot 的基础镜像选择 skywalking-base，此镜像中包含 openjdk11 和 skywalking-agent，详细的信息可以参考下面的参考文档。

spring boot 的 Dockerfile文件内容如下：

FROM apache/skywalking-base:8.4.0-es6
WORKDIR /app
COPY target/spring-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar spring-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar
ENV SW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES="127.0.0.1:11800" \
    SW_AGENT_NAME="my-spring-demo-test-adfasdf"


CMD java -javaagent:/skywalking/agent/skywalking-agent.jar \
         -jar spring-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

这里使用环境变量的方式为 skywalking 设置自定义参数，环境变量的其他配置可以查看 agent/config/agent.config文件。

使用下面的命令构建镜像：

docker build -t spring-boot-demo .

使用下面的命令启动镜像：

docker run --rm -p 8080:8080 spring-boot-demo

启动成功之后可以访问测试的地址，到 skywalking 控制台查看是否有数据上报，如果没有数据上报，我们需要查看 skywalking agent 的日志，可以在 agent/logs/skywalking-api.log文件中查看报错信息。

参考文档

skywalking 官方文档
Apache SkyWalking Docker Files
通过SkyWalking上报Java应用数据