PHP 性能分析第一篇: Xhprof & Xhgui 介绍

| 时间:2015-09-18 10:26:35 | 阅读数:

[导读] 【前言】这是国外知名博主 Davey Shafik所撰写的 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。

【前言】这是国外知名博主 Davey Shafik所撰写的 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。

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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(例如:OneAPM PHP应用性能在线分析示例)。

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:

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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

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:

 '/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:


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:


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:


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(本文系应用性能管理领军企业 OneAPM 工程师编译整理) 。

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