PHP 效能分析第一篇: Xhprof & Xhgui 介紹

註：這是我們 PHP 應用效能分析系列的第一篇，閱讀第二篇可深入瞭解 xhgui，第三篇則關注於效能調優實踐。

什麼是效能分析？

效能分析是衡量應用程式在代碼層級的相對效能。效能分析將捕捉的事件包括：CPU的使用，記憶體的使用，函數的調用時間長度和次數，以及調用圖。效能分析的行為也會影響應用效能。

影響的程度取決於基準測試。基準測試在外部執行，用于衡量應用真實效能。所謂真實效能，即終端使用者所體驗的應用表現。

什麼時候應該進行效能分析？

在考慮是否進行效能分析時，你首先要想：應用是否存在效能問題？如果有，你要進一步考慮：這個問題有多大？

如果你不這樣做，將會陷入一個陷阱??過早最佳化，這可能會浪費你的時間。

為了評斷應用是否存在效能問題，你應該確定效能目標。例如，100個並發使用者的回應時間小於1s。然後，你需要進行基準測試，看是否達到這個目標。一個常見的錯誤是，在開發環境進行基準測試。事實上，你必須在生產環境進行基準測試。（實際生產環境或類比的生產環境，後者很容易在 SaaS 實現（見：OneAPM 效能線上分析）。

用於基準測試的產品很多，包括 ab，siege 和 JMeter。我個人比較喜歡JMeter的功能集，但 ab 和 siege 更加易用。

一旦你確定應用存在效能問題，就需要分析其效能，實施改進，然後再一次進行基準測試，查看問題是否解決。每一次變更之後，你都該進行基準測試查看效果。如果你做了很多變更，卻發現應用效能有所下降，你就無法確定具體是哪一次變更導致了這個問題。

是我定義的效能生命週期:

效能下降的一般原因

導致效能下降的一般原因中，有些相當出人意料。即便是像 PHP 這樣的進階語言，代碼的好壞也很少是問題的根源。在當今的硬體設定條件下，CPU 很少是效能限制的原因。常見的原因反而是:

資料存放區

• PostgreSQL

• MySQL

• Oracle

• MSSQL

• MongoDB

• Riak

• Cassandra

• Memcache

• CouchDB

• Redis

外部資源

• APIs

• 檔案系統

• 網路介面

• 外部流程

糟糕的代碼

選擇哪一種效能分析器?

在 PHP 世界裡，有兩個截然不同的的效能分析器??主動和被動。

主動 VS 被動效能分析

主動分析器在開發過程中使用，由開發人員啟用。主動分析器收集的資訊比被動分析器多，對效能的影響更大。通常，主動分析器不能用在生產環境中。Xdebug 就是一種主動分析器。

因為無法在生產環境中使用主動分析器，Facebook 推出了一個被動分析器??XHprof。XHprof 是為了在生產環境中使用而打造的。它對效能的影響最小，同時收集足夠的資訊用於診斷效能問題。XHprof 和 OneAPM 都是被動分析器。

通常，Xdebug 收集的額外資訊對於一般的效能問題分析並不必要。這意味著，被動分析器是用於不間斷效能分析的更佳選擇，即使是在開發環境中。

Xhprof + Xhgui

Xhprof 由 Facebook 開發的，包含一個基本的使用者介面用於查看效能資料。此外，Paul Reinheimer 開發了 Xhgui 和一個增強使用者介面（UI）用於查看、比較和分析效能資料。

安裝

安裝 XHPROF

Xhprof 可通過 PECL 安裝，步驟如下：

$pecl install xhprof-beta

該 pecl 命令將嘗試自動更新你的 php.ini 設定。pecl 嘗試更新的檔案可以使用以下命令找到：

$ pecl config-getphp_ini

它會在指定的檔案(如果有的話)頂部增加新的配置行。你可能想把他們移到一個更合適的位置。

一旦你編譯了該擴充程式，您必須啟用它。為此，您需要在 PHP INI 檔案添加以下代碼：

[xhprof]extension=xhprof.so

之後，結合 Xhgui 就能輕鬆地執行效能分析與檢查。

安裝 XHGUI

安裝 Xhgui，必須直接從 git 擷取。該項目可以在 github 上找到，地址為 https://github.com/perftools/xhgui

Xhgui 要求:

• PHP 5.3+

• ext/mongo

• composer

• MongoDB(若只需要收集資料，則可選可不選；若需要資料分析，則為必選)

首先，複製項目到任意位置。在基於 Debian 的 Linux 系統(例如 Ubuntu 等等)，可能是 /var/www。在 Mac OS X 系統，可能是 /Library/WebServer/Documents。

$cd /var/www$ git clone https://github.com/perftools/xhgui.git$ cd xhgui$ php install.php

最後一個命令是運行 composer 以安裝依賴並檢查 xhgui 緩衝目錄的許可權。如果失敗，你可以手動運行 composer install。

下一步，你可能需要建立設定檔。這一步很容易實現，可以使用在 /path/to/xhgui/config/config.default.php 下的預設設定檔。

如果你在本地運行 mongodb ，沒有身分識別驗證，則可能不需要這樣做。因為它將回退為預設值。而在多伺服器環境中，你會需要一個所有伺服器都能進行儲存的遠程 mongodb 伺服器，並進行恰當的配置。

為提高 MongoDB 的效能，你可以運行以下指令以添加索引：

$ mongo

use xhprof

其他配置

如果你不想在生產環境中安裝 mongo ,或無法讓 Web 服務器訪問 mongo 伺服器，您可以將效能分析資料儲存在磁碟中，再匯入到本地MongoDB 供以後分析。

為此，請在 config.php 中進行以下修改：

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

改變檔案中的 save.handler，然後取消批註 save.handler.filename ，為其賦一個恰當的值。

注意：預設每天只儲存一個分析檔案。

一旦分析資料的準備就緒，你就可以使用 xhgui 附帶的指令碼匯入之：

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

在此之後的步驟都相同。

運行 Xhgui

Xhgui 是以 PHP 為基礎的 Web 應用程式，你可以以 /path/to/xhgui/webroot為根檔案，設定一個標準的虛擬機器主機。

或者，你可以簡單地使用 PHP 5.4 + cli-server 例如:

$cd/path/to/xhgui$ php -S0:8080-t webroot/

這將使 Xhgui 在所有網路介面都可通過 8080 連接埠進行通訊。

運行效能分析器

運行分析器時，你需要在待分析的所有頁麵包含 external/header.php 指令碼。為此，你可以在 PHP ini 檔案設定 auto_prepend_file 。你既可以直接在公用 INI 檔案進行設定，也可以限制到單一的虛擬機器主機。

對於 Apache 伺服器，添加以下代碼:

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

對於 Nginx 伺服器，在伺服器配置中添加以下代碼:

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)，則必須通過命令列標記進行設定:

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

預設情況下,分析器運行時只分析(大約)1%的請求。這是由以下 external/header.php 代碼控制的:

<?phpif (rand(0, 100) !== 42) {   return;}?>

如果你想分析每一個請求（例如，在開發階段），你可以將這段代碼注釋掉。如果你想讓分析10%的請求，你可以做如下改動：

<?phpif (rand(0, 10) !== 4) {   return;}?>

這允許你對一小部分使用者請求進行分析，而不過多影響單個使用者或太多使用者。

如果你想在效能分析時進行手動控制，你可以這樣做：

<?phpif (!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;}?>

這段代碼會檢查一個隨機命名的 GET/POST/COOKIE 變數（在此例中為：A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV），同時建立一個同名的 Cookie ，用於分析該請求的整個過程，例如：表單提交後的重新導向，Ajax 請求等等。

此外，它允許一個名為 no-A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV 的 GET/POST 變數來刪除 cookie ，停止分析。

當然，我們歡迎大家嘗試使用 OneAPM 來為您的 PHP 和 Java 應用做免費的效能分析。OneAPM 專屬的探針能夠深入到所有 PHP 和 Java 應用內部完成應用效能管理和監控，包括代碼層級效能問題的可見度、效能瓶頸的快速識別與追溯、真實使用者體驗監控、伺服器監控和端到端的應用效能管理。 OneAPM 可以追溯到效能表現差的 SQL 陳述式 Traces 記錄、效能表現差的第三方 API、Web 服務、Cache 等等。

在下一篇文章中，我們將深入研究 Xhgui ，以及用於展示、比較 xhprof 資料的使用者介面 。

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