微服务利剑之 APM 平台（二）：Pinpoint

微服务利剑之APM平台（二）Pinpoint

 Springboot: 2.1.7.RELEASE 
 SpringCloud: Greenwich.SR2 

1. Pinpoint概述

Pinpoint是一个由韩国人编写的为大型分布式系统服务的链路跟踪平台，并提供大量链路跟踪数据分析汇总解决方案。自2012年7月开始开发，与2015年1月做为一个开源项目推出。

2. Pinpoint主要特性

• 分布式事务跟踪，跟踪跨分布式应用的消息。

• 自动检测应用拓扑，帮助你搞清楚应用的架构。

• 水平扩展以便支持大规模服务器集群。

• 提供代码级别的可见性以便轻松定位失败点和瓶颈。

• 使用字节码增强技术，添加新功能而无需修改代码。

3. Pinpoint优势

• 无入侵：采用字节码增强技术，新增功能无需修改代码。

• 性能高：对性能的影响非常小（资源使用量最小仅增加3%），异步数据传输，采用UDP协议让出网络连接优先级。

4. Pinpoint架构简介

先看一下官方提供的架构图，如图：

Pinpoint主要包含了4个组件：

• Pinpoint Agent：探针，附加到用于分析的Java服务

• Pinpoint Collector：数据收集组件，部署在Web容器上

• Pinpoint Web UI：数据展示组件，部署在Web容器上

• HBase Storage：数据存储组件

架构图从上往下看，首先是通过Agent组件收集需要的数据，通过UPD/TCP的方式将数据发送给Collector，由Collector将数据分析整理过后存入HBase，通过Web UI组件将分析好的数据从HBase中读出，展示在现代化的UI界面上。

5. Pinpoint数据结构简介

Pinpoint中，核心数据结构由Span, Trace, 和 TraceId组成。

• Span: RPC (远程过程调用/remote procedure call)跟踪的基本单元; 当一个RPC调用到达时指示工作已经处理完成并包含跟踪数据。为了确保代码级别的可见性，Span拥有带SpanEvent标签的子结构作为数据结构。每个Span包含一个TraceId。

• Trace: 多个Span的集合; 由关联的RPC (Spans)组成. 在同一个trace中的span共享相同的TransactionId。Trace通过SpanId和ParentSpanId整理为继承树结构.

• TraceId: 由 TransactionId, SpanId, 和 ParentSpanId 组成的key的集合. TransactionId 指明消息ID，而SpanId 和 ParentSpanId 表示RPC的父-子关系。

• TransactionId (TxId): 在分布式系统间单个事务发送/接收的消息的ID; 必须跨整个服务器集群做到全局唯一.

• SpanId: 当收到RPC消息时处理的工作的ID; 在RPC请求到达节点时生成。

• ParentSpanId (pSpanId): 发起RPC调用的父span的SpanId. 如果节点是事务的起点，这里将没有父span – 对于这种情况， 使用值-1来表示这个span是事务的根span。

6. Pinpoint版本依赖

• Pinpoint所需要的Java版本兼容：

• HBase所需要的版本兼容

• Agent – Collector所需要的版本兼容

• Flink所需要的版本兼容

7. Spring Cloud与Pinpoint实战

在介绍实战之前，我们先介绍一下Pinpoint部署构建。

笔者构建的一些前置条件：

java：1.8

CentOS：7.6

1. HBase部署

存储方式需要使用HBase1.2.x的版本，笔者这里选择的是HBase1.2.6，下载地址为Apache官网，推荐使用有端点续传功能的下载器下载（实在是有点慢），HBase全版本下载地址：http://archive.apache.org/dist/hbase/ ，各位读者选择自己喜欢的版本下载。

下载完成后，将HBase1.2.6放入CentOS的opt目录中，执行如下命令：

tar -xvzf hbase-1.2.6-bin.tar.gz
mv hbase-1.2.6/ /data/service/hbase/

修改hbase中config目录中的JAVA HOME，将这里的JAVA HOME修改为自己本地的路径，笔者这里修改如下：

export JAVA_HOME=/opt/jdk1.8.0_221

修改完成后就可以进入hbase的bin目录，启动hbase了，执行如下语句：

./start-hbase.sh

启动成功后，可以执行jps，如果看到有HMaster，可有证明启动成功，如下：

19263 HMaster

也可以打开浏览器访问：http://ip:16010/master-status ，结果如图：

接下来我们先把Pinpoint的HBase的构建脚本导入，进入HBase的bin目录下执行如下语句：

./hbase shell /opt/hbase-create.hbase

数据导入成功我们在HBase的UI界面上可以看到，如图：

后面的目录是笔者用来存放HBase初始化脚本的路径，各位读者可根据情况自行替换，至此，HBase环境准备完成，接下来开始部署Collector和Web UI。

2. Collector和Web UI部署

出于简单方便考虑，不推荐初学者自行编译代码进行部署，可以直接使用官方提供的发行版本进行部署。

浏览器访问链接：https://github.com/naver/pinpoint/releases/ ，直接下载当前最新Release版本即可，笔者现在看到的最新版本是1.8.4，如图，需要下载的内容有 pinpoint – agent – 1.8 . 4.tar . gz 、 pinpoint – collector – 1.8 . 4.war 和 pinpoint – web – 1.8 . 4.war 。

首先需要准备两个tomcat，笔者这里下载的tomcat8，解压两份后并重命名为 apache – tomcat – pinpoint – collector 和 apache – tomcat – pinpoint – web 。

将 apache – tomcat – pinpoint – collector 中的config中的server.xml进行修改。

将8005改成18005，8080改成18080，8443改为18443，8009改为18009。

同样也将 apache – tomcat – pinpoint – web 中的config中的server.xml进行修改。

将8005改成28005，8080改成28080，8443改为28443，8009改为28009。

将 apache – tomcat – pinpoint – collector 中的 webapp / ROOT 清空，将 pinpoint – collector – 1.8 . 4.war 放入并解压。解压完成后就可以进入bin目录使用 ./ startup . sh 启动tomcat了，并且使用命令 tail – f ../ logs / catalina . out 观察启动日志是否启动成功。

同样，将 apache – tomcat – pinpoint – web 中的 webapp / ROOT 清空，将 pinpoint – web – 1.8 . 4.war 放入并解压。解压完成后就可以进入bin目录使用 ./ startup . sh 启动tomcat了，并且使用命令 tail – f ../ logs / catalina . out 观察启动日志是否启动成功。

当Collector和Web UI都启动成功后，就可以使用打开浏览器访问：http://ip:28080/#/main ，初次访问如图：

3. Agent启用

实战案例，本实战案例和上一篇实战案例保持一致，同样是4个服务，包括Zuul-Service、Eureka-Service、Consumer-Service和Provider-Service。具体实现代码本章不再列出，各位读者可以参考上一篇或者Github仓库（https://github.com/meteor1993/SpringCloudLearning/tree/master/chapter15），下面我们介绍Spring Cloud是如何与Pinpoint整合使用的。

接入方式和上一篇的Skywalking是一致的，都是使用探针技术接入应用程序，java -jar的方式来加载Agent探针。

首先在工程的跟目录中执行 mvn install ，而后在CentOS的opt中新建4个目录，分别存放4个打好包的工程。笔者这里创建的4个目录分别为 /opt/ project / consumer_service ， /opt/ project / eureka_service ， /opt/ project / provider_service 和 /opt/ project / zuul_service ，将4个jar包分别放入对应的目录中，并解压刚才我们下载好的 pinpoint – agent – 1.8 . 4.tar . gz 探针，我们将解压后的探针放在/opt的目录中，接下来，我们使用如下命令，顺次启动4个jar包：

java -javaagent:/opt/pinpoint-bootstrap-1.8.4.jar -Dpinpoint.agentId=consumer-service -Dpinpoint.applicationName=consumer-server -jar /opt/project/consumer_service/consumer-0.0.1-SNAPSHOT.jar


java -javaagent:/opt/pinpoint-bootstrap-1.8.4.jar -Dpinpoint.agentId=eureka-service -Dpinpoint.applicationName=eureka-server -jar /opt/project/eureka_service/eureka-0.0.1-SNAPSHOT.jar


java -javaagent:/opt/pinpoint-bootstrap-1.8.4.jar -Dpinpoint.agentId=provider-service -Dpinpoint.applicationName=provider-server -jar /opt/project/provider_service/provider-0.0.1-SNAPSHOT.jar


java -javaagent:/opt/pinpoint-bootstrap-1.8.4.jar -Dpinpoint.agentId=zuul-service -Dpinpoint.applicationName=zuul-server -jar /opt/project/zuul_service/zuul-0.0.1-SNAPSHOT.jar

上述命令执行完成之后，再打开Web UI查看显示情况。

首先打开浏览器访问：http://192.168.44.129:8080/client/hello?name=spring ，页面正常显示Hello, name is spring，查看Pinpoint的Web UI，如图：

图清楚的显示了我们当前系统的拓扑结构，横线上面的数字代表了调用次数，右边部分，最上面显示的是成功和失败的情况，中间部分显示的是响应时间，下面显示的是加载所使用的时间。

检查器（Inspector）：这里已Zuul-Service为例，Timeline显示的是请求的时间段，Information显示的是节点的一些当前信息，包含Application Name、Agent Id、Agent版本、JVM信息、开始时间等。

Heap信息的使用情况，如图：

系统CPU、活动线程、响应时间等信息如图：

更多Pinpoint的信息，读者可以通过官方Demo（http://125.209.240.10:10123/#/main ）或者自行构建试验来查看结果，这里不再一一赘述。至此，Spring Cloud和Pinpoint的使用介绍也就完成了。更多有关Pinpoint的信息各位读者可以前往Github的官网进行查阅，地址为：https://github.com/naver/pinpoint 。

8. 小结

这里总结一下整个案例的启动顺序：

1. 启动HBase

2. 启动collector

3. 启动Web-UI

4. 启动Agent（Eureka、provider、consumer、zuul）

5. 应用调用

6. 访问Web-UI查看统计信息

同Skywalking一样，以上启动顺序供各位读者参考，请各位读者最好按照以上顺序启动，因为不同的组件之前其实是有相互依赖关系的，如果随意更改启动顺序可能会造成某些未知问题。至此，Spring Cloud和APM的相关操作就告一段落了。APM可以很好的帮我们理解系统行为，也是分析系统性能的工具，更是发生问题故障的时候利器，可以帮我们快速的定位查找问题。