Ruby探針的基本實現原理

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語言本身

Ruby語言支援文法層級的系統，架構，甚至語言本身的方法複寫，一般叫做元編程（meta programming）， 此基礎之上還有一些術語為mixin，方法的動態定義，運行時類改寫等等，這些技術和機制可以讓語言本身就能實 現其他語言需要位元組碼才能實現的功能，例如探針需要hook HttpRequest中的request方法，就可以通過下面的方式實現：

class HttpRequest  def request_new    puts ‘before request‘    result = request_old    puts ‘after request‘    result  end  alias_method :request_old, :request  alias_method :request, :request_newend

這裡只是展示其中一種最簡單的方法，還有很多其他方法，比如我們想完全放棄原有的方法的話，那就可以直接覆蓋掉這個方法了。

架構

某些架構如Rails提供pub-sub機制，這種情況下探針只需要訂閱特定類型的訊息，然後進行資料再加工就可以了。對於Rails，這個比較簡單：

module ActionController  class PageRequest    def call(name, started, finished, unique_id, payload)      Rails.logger.debug [name, started, finished, unique_id, payload].join(‘ ‘)    end  endendActiveSupport::Notifications.subscribe(‘process_action.action_controller‘, ActionController::PageRequest.new)# 每次訪問就能夠訂閱到‘process_action.action_controller’的訊息：## process_action.action_controller 2012-04-13 01:08:35 +0300 2012-04-13 01:08:35 +0300 af358ed7fab884532ec7 {#   controller: "Devise::SessionsController",#   action: "new",#   params: {"action"=>"new", "controller"=>"devise/sessions"},#   format: :html,#   method: "GET",#   path: "/login/sign_in",#   status: 200,#   view_runtime: 279.3080806732178,#   db_runtime: 40.053# }

這樣我們就能拿到這個 request的資料了，訂閱訊息類型還請自己查閱相關架構的文檔。

RACK

Rack絕對是個好東西，它把幾乎所有的web架構和server溝通的介面定義好了，而且是如此的簡潔，就是一個call方法。 一個最簡單的Rack應用如下：

# configu.ruclass App  def call    [200, {"Content-Type" => "text/html"}, ["hello world"]]  endendrun app# rackup

只需要這個call方法就搞定了，而多層的rack middleware也只是嵌套著調用 call方法，所有要hook的話，這裡就夠了， 不過因為這裡基本就是根了，需要注意抓取的資料量及堆棧資訊，太長的話會影響效能的。

資料庫

資料庫層基本都是對orm架構的hook，在每個查詢的結果輸出中都會有執行的時間資訊，超過閥值則調用資料庫本身的查詢 語句最佳化工具，並儲存輸出結果。至於hook的方法就是【1】中或者採用【2】中的方法，如果架構支援的話。

外部服務

外部服務就是對訪問外部http請求的http_client類似的庫進行hook，也就是按照【1】中的方法，對發起request的方法進行hook。

背景工作

背景工作機制同上面幾項，只不過是在非http server的進程中運行，資料抓取的機制一樣，但分類不同， 需要探針在運行過程中，判斷資料抓取的對象狀態，即web事務中還是非web事務中，非web事務都統一存 儲到背景工作的資料容器中。

Thread Profiler

Thread Profiler就是一個加強版的事務採集器，可以設定採樣周期和採樣頻率，將周期內的事務請求進行資料的彙總處理， 然後統計出在這個周期內的堆棧調用佔比資訊，然後可以根據此資訊找出時間佔比或者調用次數最多的方法，然後有針對性的 進行最佳化。

總結

以上所述，還只是一些最根本的原理性知識，細節的點還有很多，比如如何進行資料的本機存放區和處理，以及線程間的資料衝突處理， 還有基於fork的多進程server的進程間的資料轉送，在以後的文章中，會針對每一項都做出詳細的解釋，還請大家持續關注。

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本文系OneAPM工程師編譯整理。OneAPM是中國基礎軟體領域的新興領軍企業，能協助企業使用者和開發人員輕鬆實現：緩慢的程式碼和SQL語句的即時抓取。想閱讀更多技術文章，請訪問OneAPM官方技術部落格。

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