PHP 性能分析第一篇: Xhprof & Xhgui

2015-09-17 本文已影响675人 OneAPM

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注：这是我们 PHP
应用性能分析系列的第一篇，阅读第二篇可深入了解
xhgui
，第三篇则关注于性能调优实践。

什么是性能分析？

性能分析是衡量应用程序在代码级别的相对性能。性能分析将捕捉的事件包括：CPU
的使用，内存的使用，函数的调用时长和次数，以及调用图。性能分析的行为也会影响应用性能。

影响的程度取决于基准测试。基准测试在外部执行，用于衡量应用真实性能。所谓真实性能，即终端用户所体验的应用表现。

什么时候应该进行性能分析？

在考虑是否进行性能分析时，你首先要想：应用是否存在性能问题？如果有，你要进一步考虑：这个问题有多大？

如果你不这样做，将会陷入一个陷阱——过早优化，这可能会浪费你的时间。

为了评断应用是否存在性能问题，你应该确定性能目标。例如，100
个并发用户的响应时间小于
1s
。然后，你需要进行基准测试，看是否达到这个目标。一个常见的错误是，在开发环境进行基准测试。事实上，你必须在生产环境进行基准测试。（实际生产环境或模拟的生产环境，后者很容易在
SaaS
实现（见：
OneAPM
性能在线分析）。

用于基准测试的产品很多，包括 ab
，
siege
和
JMeter
。我个人比较喜欢
JMeter
的功能集，但
ab
和
siege
更加易用。

一旦你确定应用存在性能问题，就需要分析其性能，实施改进，然后再一次进行基准测试，查看问题是否解决。每一次变更之后，你都该进行基准测试查看效果。如果你做了很多变更，却发现应用性能有所下降，你就无法确定具体是哪一次变更导致了这个问题。

下图是我定义的性能生命周期:

性能下降的一般原因

导致性能下降的一般原因中，有些相当出人意料。即便是像 PHP
这样的高级语言，代码的好坏也很少是问题的根源。在当今的硬件配置条件下，
CPU
很少是性能限制的原因。常见的原因反而是
:

数据存储

PostgreSQL
MySQL
Oracle
MSSQL
MongoDB
Riak
Cassandra
Memcache
CouchDB
Redis

外部资源

APIs
文件系统
网络接口
外部流程

糟糕的代码

选择哪一种性能分析器

在 PHP
世界里，有两个截然不同的的性能分析器——主动和被动。

主动

VS
被动性能分析

主动分析器在开发过程中使用，由开发人员启用。主动分析器收集的信息比被动分析器多，对性能的影响更大。通常，主动分析器不能用在生产环境中。Xdebug
就是一种主动分析器。

因为无法在生产环境中使用主动分析器，Facebook
推出了一个被动分析器——
XHprof
。
XHprof
是为了在生产环境中使用而打造的。它对性能的影响最小，同时收集足够的信息用于诊断性能问题。
XHprof
和
OneAPM
都是被动分析器。

通常，Xdebug
收集的额外信息对于一般的性能问题分析并不必要。这意味着，被动分析器是用于不间断性能分析的更佳选择，即使是在开发环境中。

Xhprof + Xhgui

Xhprof 由
Facebook
开发的，包含一个基本的用户界面用于查看性能数据。此外，
Paul Reinheimer
开发了
Xhgui
和一个增强的用户界面（
UI
）用于查看、比较和分析性能数据。

安装

XHPROF

Xhprof 可通过
PECL
安装，步骤如下：

$pecl install xhprof-beta

该 pecl
命令将尝试自动更新你的
php.ini
设置。
pecl
尝试更新的文件可以使用以下命令找到：

$ pecl config-getphp_ini

它会在指定的文件(
如果有的话
)
顶部增加新的配置行。你可能想把他们移到一个更合适的位置。

一旦你编译了该扩展程序，您必须启用它。为此，您需要在 PHP INI
文件添加以下代码：

[xhprof]

extension=xhprof.so

之后，结合 Xhgui
就能轻松地执行性能分析与检查。

安装

XHGUI

安装 Xhgui
，必须直接从
git
获取。该项目可以在
github
上找到，地址为
https://github.com/perftools/xhgui

Xhgui 要求
:

PHP 5.3+
ext/mongo
composer
MongoDB(若只需要收集数据，则可选可不选；若需要数据分析，则为必选
)

首先，克隆项目到任意位置。在基于 Debian
的
Linux
系统
(
例如
Ubuntu
等等
)
，可能是
/var/www
。在
Mac OS X
系统，可能是
/Library/WebServer/Documents
。

$cd /var/www

$ git clone https://github.com/perftools/xhgui.git

$ cd xhgui

$ php install.php

最后一个命令是运行 composer
以安装依赖并检查
xhgui
缓存目录的权限。如果失败，你可以手动运行
composer install
。

下一步，你可能需要创建配置文件。这一步很容易实现，可以使用在 /path/to/xhgui/config/config.default.php
下的默认配置文件。

如果你在本地运行 mongodb
，没有身份验证，则可能不需要这样做。因为它将回退为默认值。而在多服务器环境中，你会需要一个所有服务器都能进行存储的远程
mongodb
服务器，并进行恰当的配置。

为提高 MongoDB
的性能，你可以运行以下指令以添加索引：

$ mongo

> use xhprof

db.results.ensureIndex( {'meta.SERVER.REQUEST_TIME': -1} )

db.results.ensureIndex( {'profile.main().wt': -1} )

db.results.ensureIndex( {'profile.main().mu': -1} )

db.results.ensureIndex( {'profile.main().cpu': -1} )

db.results.ensureIndex( {'meta.url':1} )

其他配置

如果你不想在生产环境中安装 mongo ,
或无法让
Web
服务器访问
mongo
服务器，您可以将性能分析数据保存在磁盘中，再导入到本地
MongoDB
供以后分析。

为此，请在 config.php
中进行以下修改：

<?php

'save.handler' = 'file',

'save.handler.filename' => '/path/to/xhgui/xhprof-' .uniqid("", true). '.dat',

?>

改变文件中的 save.handler
，然后取消批注
save.handler.filename
，为其赋一个恰当的值。

注意：默认每天只保存一个分析文件。

一旦分析数据的准备就绪，你就可以使用 xhgui
附带的脚本导入之：

$ php /path/to/xhgui/external/import.php /path/to/file.dat

在此之后的步骤都相同。

运行

Xhgui

Xhgui 是以
PHP
为基础的
Web
应用程序，你可以以
/path/to/xhgui/webroot
为根文件，设置一个标准的虚拟主机。

或者，你可以简单地使用 PHP 5.4 + cli-server
例如
:

$cd/path/to/xhgui

$ php -S0:8080-t webroot/

这将使 Xhgui
在所有网络接口都可通过
8080
端口进行通信。

运行性能分析器

运行分析器时，你需要在待分析的所有页面包含 external/header.php
脚本。为此，你可以在
PHP ini
文件设置
auto_prepend_file
。你既可以直接在公共
INI
文件进行设置，也可以限制到单一的虚拟主机。

对于 Apache
服务器，添加以下代码
:

php_admin_value auto_prepend_file "/path/to/xhgui/external/header.php"

对于 Nginx
服务器，在服务器配置中添加以下代码
:

fastcgi_param PHP_VALUE "auto_prepend_file=/path/to/xhgui/external/header.php";

如果您使用 PHP 5.4 + cli-server(PHP - S)
，则
**
必须
**
通过命令行标记进行设置
:

$ php -S 0:8080 -dauto_prepend_file=/path/to/xhgui/external/header.php

默认情况下,
分析器运行时只分析
(
大约
)1%
的请求。这是由以下
external/header.php
代码控制的
:

<?php

if (rand(0, 100) !== 42) {

   return;

}

?>

如果你想分析每一个请求（例如，在开发阶段），你可以将这段代码注释掉。如果你想让分析10%
的请求，你可以做如下改动：

<?php

if (rand(0, 10) !== 4) {

   return;

}

?>

这允许你对一小部分用户请求进行分析，而不过多影响单个用户或太多用户。

如果你想在性能分析时进行手动控制，你可以这样做：

<?php

if (!isset($_REQUEST['A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV']) && !isset($_COOKIE['A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV'])) {

  return;

} else {

  // Remove trace of the special variable from REQUEST_URI

  $_SERVER['REQUEST_URI'] = str_replace(array('?A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV', '&A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV'), '', $_SERVER['REQUEST_URI']);



  setcookie('A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV', 1);

}



if (isset($_REQUEST['no-A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV'])) {

  setcookie('A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV', 0, time() - 86400);

  return;

}

?>

这段代码会检查一个随机命名的 GET/POST/COOKIE
变量（在此例中为：
A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV
），同时创建一个同名的
Cookie
，用于分析该请求的整个过程，例如：表单提交后的重定向，
Ajax
请求等等。

此外，它允许一个名为 no-A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV
的
GET/POST
变量来删除
cookie
，停止分析。

当然，我们欢迎大家尝试使用 OneAPM
来为您的
PHP
和
Java
应用做免费的性能分析。
OneAPM
独有的探针能够深入到所有
PHP
和
Java
应用内部完成应用性能管理和监控，包括代码级别性能问题的可见性、性能瓶颈的快速识别与追溯、真实用户体验监控、服务器监控和端到端的应用性能管理。
OneAPM
可以追溯到性能表现差的
SQL
语句
Traces
记录、性能表现差的第三方
API
、
Web
服务、
Cache
等等。

在下一篇文章中，我们将深入研究 Xhgui
，以及用于展示、比较
xhprof
数据的用户界面。

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