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SkyWalking之高级玩法

导读

  • SkyWalking是基于javaagent的两大字节码操作工具之一的Byte Buddy实现的无侵入APM(application performance monitor) 系统,目前项目在Apache孵化器中,想了解SkyWalking和Byte Buddy源码的同学可在文章底部参考链接中,跳转至对应的官方资源。
  • 本文会已通过Byte Buddy实现应用组件SpringMVC记录请求路径、入参、执行时间的javagent项目、持续迭代javaagent项目的方法论、SkyWalking agent在项目如何持续debug插件代码、以及SkyWalking插件开发实践的四个章节,让大家掌握SkyWalking的玩法,进而让SkyWalking在自己公司中的二次开发变得触手可及。

Byte Buddy实现

  • 首先如果你对javaagent还不是很了解可以先百度一下,或在公众号内看下《JavaAgent原理与实践》简单入门下。SpringMVC分发请求的关键方法相信已经不用我在赘述了,让我们代码代码一把唆吧。
  • 编写Byte Buddy javaagent代码
 public class AgentMain {
    public static void premain(String agentOps, Instrumentation instrumentation) {
        new AgentBuilder.Default()
                .type(ElementMatchers.named("org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet"))
                .transform((builder, type, classLoader, module) ->
                        builder.method(ElementMatchers.named("doDispatch"))
                                .intercept(MethodDelegation.to(DoDispatchInterceptor.class)))
                .installOn(instrumentation);
    }
}
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  • 编写DispatcherServlet doDispatch拦截器代码(是不是跟AOP如出一辙)
 public class DoDispatchInterceptor {
    @RuntimeType
    public static Object intercept(@Argument(0) HttpServletRequest request, @SuperCall Callable<?> callable) {
        final StringBuilder in = new StringBuilder();
        if (request.getParameterMap() != null && request.getParameterMap().size() > 0) {
            request.getParameterMap().keySet().forEach(key -> in.append("key=" + key + "_value=" + request.getParameter(key) + ","));
        }
        long agentStart = System.currentTimeMillis();
        try {
            return callable.call();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception :" + e.getMessage());
            return null;
        } finally {
            System.out.println("path:" + request.getRequestURI() + " 入参:" + in + " 耗时:" + (System.currentTimeMillis() - agentStart));
        }
    }
}
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  • 增加agent描述文件resources.META-INF.MANIFEST.MF
Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: com.z.test.agent.AgentMain
Can-Redefine-Classes: true
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  • pom.xml文件
dependencies
    +net.bytebuddy.byte-buddy 
    +javax.servlet.javax.servlet-api *scope=provided
plugins
    +maven-jar-plugin *manifestFile=src/main/resources/META-INF/MANIFEST.MF
    +maven-shade-plugin *include:net.bytebuddy:byte-buddy:jar:
    +maven-compiler-plugin
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  • 小结:没几十行代码就完成了通过Byte Buddy实现应用组件SpringMVC记录请求路径、入参、执行时间javagent项目,是不是觉得自己很优秀。

持续迭代javaagent

  • 本小结主要介绍javaagen如何debug,以及持续集成。
  • 首先我的javajagent项目目录结构如图所示:
  • 应用项目是用几行代码实现的SpringBootWeb项目:
@SpringBootApplication(scanBasePackages = {"com"})
public class TestBootWeb {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(TestBootWeb.class, args);
    }
    @RestController
    public class ApiController {
        @PostMapping("/ping")
        public String ping(HttpServletRequest request) {
            return "pong";
        }
    }
}

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  • 下面是关键javaagent项目如何持续迭代与集成:
VM options增加:-javaagent:/Users/zhao/Code/github/z_my_test/test-agent/target/test-agent-1.0-SNAPSHOT.jar=aaaaa
Before launch 在Build之前增加:
    Working directory:/Users/zhao/Code/github/incubator-skywalking
    Command line:-T 1C -pl test-agent -am clean package -Denforcer.skip=true -Dmaven.test.skip=true -Dmaven.compile.fork=true
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  • 详细配置见图片:
  • 小结:看到这里的将javaagent持续迭代集成,是不是瞬间觉得自己手心已经发痒起来,很想唆一个自己的agent代码了呢,等等还有一个好消息:test-demo这10几行的代码实现的Web服务居然有5k左右的类可以使用agent增强,根据二八原则,一般的程序员至少熟悉1k左右的类,还不挑一个自己熟悉的类去挑战下?
  • 注意mvn编译加速的命令是maven3+版本以上才支持的哈。

SkyWalking Debug

  • 峰回路转,到了文章的主题SkyWalking之高级玩法的正文啦,其实通过了上面的铺垫,我想大家也或多或少已经知道我要说怎么SkyWalking怎么Debug了。所以我这里主要讲几个可以优化点,避免大家觉得没有新意,提前卖个关子,我的集成时间优化到30秒左右哈:
VM options增加:-javaagent:-javaagent:/Users/zhao/Code/github/incubator-skywalking/skywalking-agent/skywalking-agent.jar:不要用dist里面的skywalking-agent.jar,具体原因大家可以看看源码^_^
Before launch 在Build之前增加:
    Working directory:/Users/zhao/Code/github/incubator-skywalking
    Command line:-T 1C -pl apm-sniffer/apm-sdk-plugin -amd clean package -Denforcer.skip=true -Dmaven.test.skip=true -Dmaven.compile.fork=true: 这里我针对插件包,因为紧接着下文要开发插件
另外根pom注释maven-checkstyle-plugin也可加速编译
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  • javaagent项目想debug,还需要将agent代码与接入agent项目至少在同一个工作空间内,网上方法有很多,这里我推荐大家一个最简单的方法。File->New->Module from Exisiting Sources...引入skywalking-agent源码即可

kob之SkyWalking插件编写

  • kob(贝壳分布式作业调度框架)是贝壳找房项目微服务集群中的基础组件,通过编写贝壳分布式作业调度框架的SkyWalking插件,可以实时收集作业调度任务的执行链路信息,从而及时得到基础组件的稳定性,了解细节可点击阅读《贝壳分布式调度框架简介》。想详细了解SkyWalking插件编写可在文章底部参考链接中,跳转至对应的官方资源,好话不多说,代码一把唆起来。
  • apm-sdk-plugin pom.xml增加自己的插件model
<artifactId>apm-sdk-plugin</artifactId>
    <modules>
        <module>kob-plugin</module>
        ...
    <modules>
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  • resources.skywalking-plugin.def增加自己的描述
kob=org.apache.skywalking.apm.plugin.kob.KobInstrumentation
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  • 编写方法instrumentation
public class KobInstrumentation extends ClassInstanceMethodsEnhancePluginDefine {
    private static final String ENHANCE_CLASS = "com.ke.kob.client.spring.core.TaskDispatcher";
    private static final String INTERCEPT_CLASS = "org.apache.skywalking.apm.plugin.kob.KobInterceptor";
    @Override
    protected ClassMatch enhanceClass() {
        return NameMatch.byName(ENHANCE_CLASS);
    }
    @Override
    protected ConstructorInterceptPoint[] getConstructorsInterceptPoints() {
        return null;
    }
    @Override
    protected InstanceMethodsInterceptPoint[] getInstanceMethodsInterceptPoints() {
        return new InstanceMethodsInterceptPoint[] {
                new InstanceMethodsInterceptPoint() {
                    @Override
                    public ElementMatcher<MethodDescription> getMethodsMatcher() {
                        return named("dispatcher1");
                    }
                    @Override
                    public String getMethodsInterceptor() {
                        return INTERCEPT_CLASS;
                    }
                    @Override
                    public boolean isOverrideArgs() {
                        return false;
                    }
                }
        };
    }
}
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  • 自定义interceptor实现span的创建
public class KobInterceptor implements InstanceMethodsAroundInterceptor {
    @Override
    public void beforeMethod(EnhancedInstance objInst, Method method, Object[] allArguments,  Class<?>[] argumentsTypes, MethodInterceptResult result) throws Throwable {
        final ContextCarrier contextCarrier = new ContextCarrier();
        com.ke.kob.client.spring.model.TaskContext context = (TaskContext) allArguments[0];
        CarrierItem next = contextCarrier.items();
        while (next.hasNext()) {
            next = next.next();
            next.setHeadValue(JSON.toJSONString(context.getUserParam()));
        }
        AbstractSpan span = ContextManager.createEntrySpan("client:"+allArguments[1]+",task:"+context.getTaskKey(), contextCarrier);
        span.setComponent(ComponentsDefine.TRANSPORT_CLIENT);
        SpanLayer.asRPCFramework(span);
    }
    @Override
    public Object afterMethod(EnhancedInstance objInst, Method method, Object[] allArguments, Class<?>[] argumentsTypes, Object ret) throws Throwable {
        ContextManager.stopSpan();
        return ret;
    }
    @Override
    public void handleMethodException(EnhancedInstance objInst, Method method, Object[] allArguments, Class<?>[] argumentsTypes, Throwable t) {
    }
}
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  • 实现效果,将操作名改成任务执行节点+任务执行方法,实现kob的SkyWalking的插件编写,加上报警体系,可以进一步增加公司基础组件的稳定性。

参考链接

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