开源项目:PulseFLow 性能跟踪扩展

@李彪  July 25, 2018

背景描述

随着公司PHP项目体的不断增大,随着不同工程师的功能迭代,如何有效获取PHP项目的执行性能,对于系统整体模块显得异常重要,PulseFlow是一个性能跟踪扩展,它可以在程序员无感知的情况下有效跟踪每一个函数的执行效率,主要分析CPU时间消耗、内存大小消耗,这个组件除了能够快速记录每个函数体的性能信息,还具备一系列的发送机制,主要包括共享内存队列(System V 和 Posix)、UDP、Unix Domain Socket 等模式。

编译安装

此为PHP扩展,按照正常的扩展安装,我们需要执行以下几步操作:

  1. git clone https://github.com/gitsrc/PulseFlow.git
  2. 进入源码目录
  3. phpize
  4. ./configure --with-php-config= ( php-config文件路径) CFLAGS='-g -lrt' CXXFLAGS='-lrt'
  5. make
  6. make install

编译特别注意

由于在扩展中使用了 posix 共享内存队列,所以我们编译时需要引入lrt库,上面在configure过程中附加的 CFLAGS 和 CXXFLAGS 参数用来给Makefile中的相应字段添加 -lrt,最终构造完后的Makefile对应配置应该为:

CFLAGS = -g -lrt -O0

CXXFLAGS = -lrt -g -O0

设计点1:PHP INI 配置选项

PulseFlow由于是一个基于C语言的PHP扩展,为了保持程序体的扩展性,配置选项一律从php.ini文件中读取,本节将描述所有与扩展程序有关系的配置信息。

1.1 扩展功能开关参数 (PulseFlow.enabled)

1.1.1 参数介绍

这个参数是插件的功能开关,属于布尔类型,有效参数如下,默认 false:

  1. true:开启
  2. false:关闭

1.2 日志功能开关参数 (PulseFlow.debug)

1.2.1 参数介绍

这个参数是控制插件是否向页面输出调试信息,有效参数如下,默认 false:

  1. true:开启
  2. false:关闭

1.3 禁止跟踪函数列表 (PulseFlow.disable_trace_functions)

1.3.1 参数介绍

这个参数是一个逗号分隔的字符串,代表一系列函数列表,这个函数列表内的函数不进行性能跟踪,默认空字符串。

配置样例:PulseFlow.disable_trace_functions = "getLoader,findFile,loadClassLoader,getInitializer,findFileWithExtension,"

1.4 禁止跟踪类列表 (PulseFlow.disable_trace_class)

1.4.1 参数介绍

这个参数是一个逗号分隔的字符串,代表一系列类列表,这个类列表内的类不进行性能跟踪,默认空字符串。

配置样例:PulseFlow.disable_trace_functions = "class1,class2,class3"

1.5 跟踪模式 (PulseFlow.trace_mode)

1.5.1 参数介绍

这个参数主要用来设置插件的性能跟踪工作模式,目前分类三类:simple、class、function 默认simple

  1. simple:简单模式、代表每个用户执行流程都将进行跟踪,排除在php.ini中配置的函数列表 及 类列表
  2. class:类模式、根据类进行作为采样率
  3. function:函数模式、根据函数作为采样率

配置样例: PulseFLow.trace_mode = "simple"

1.6 跟踪采样率 (PulseFlow.trace_rate)

1.6.1 参数介绍

这个参数主要用来设置采样频率,默认值为0 ,代表每次都采集。 如果参数不为0 ,假设为n,则代表每n次进行一次采集。

设计点2:保存方式

数据保存方式,由于监控获取的数据集,如何更快更好的存储起来,也是保持链路高效的元素之一。

2.1 保存介质(目前实现内存堆区)

数据保存,首先应该考虑数据存储介质,好的存储介质为高速存储提供基础保障,目前主要考虑以下三种方案。

2.1.1 内存堆区

目前扩展基于堆区存储监控数据,没有发现内存泄露情况,后期会参考linux内核文件表结构,加入栈结构缓冲区来优化性能。

2.1.2 内存栈区

后期会借助内存栈区来实现数据缓冲区。

2.1.3 寄存器区

借助编译器,目前部分存储已经被优化至寄存器区。

2.2 数据编码( PulseFlow.encode_type)

数据除了要注意存储介质以外,还需要注意数据编码格式、目前提供了Json序列化方式。

2.2.1 配置参数

用户可以在 php.ini 通过修改 PulseFlow.encode_type 的值来进行编码切换,默认值是json,目前提供的编码方式如下:

  1. json

设计点3:发送模式( PulseFlow.send_type)

数据完整保存后,如何保障数据能够高速稳定的发送出去,是PulseFlow的最后关键一环。

3.1发送通路介质选择

首先从发送通路介质考虑,可以考虑如下四种方案,共享内存队列 、UDP、Unix domain Socket、TCP,目前为了保证最快的传输速度,我们选择了共享内存队列这种方案,在 Linux 环境下、目前提供了 System V 和 Posix 两大共享内存队列。

3.1.1 共享内存队列

目前实现了 System V 和 Posix 两大共享内存队列,两个队列的优缺点可以网络上自我查询,对于Posix 队列的服务端程序,我们采用了EPOLL 复用模型 来进行 I/O 监控。

共享队列相关配置参数

  1. PulseFlow.send_type :数据发送类型,目前有posix 和 svipc ,默认为 posix
  2. 如果选择了 posix,则可以配置 PulseFlow.posix_name 参数,默认为 “/PulseFlow_posix_ipc
  3. 如果选择了 svipc,则可以配置 ( PulseFlow.svipc_name参数 :默认值为“/dev/shm/PulseFlow_sv_ipc”) 和 ( PulseFlow.svipc_pj_id参数 : 默认为 1000

运行环境特别注意

  1. 由于 svipc 的默认文件路径为 “/dev/shm/PulseFlow_sv_ipc” ,所以务必保证此文件实际存在,并且 php-fpm 有 写入权限。
  2. 由于 posix 的原理是给予内存映射文件,所以请务必保证 程序对于 /dev/mqueue/ 目录有读写权限。

3.1.2 UDP

3.1.3 Unix domain socket

3.1.4 TCP

设计点4:扩展函数

4.1 pulseflow_enable 函数

启用 Pulse_FLow 监听功能,这个函数是在给扩展打开性能监控开关,这个函数之后的代码可以被监控起来。

4.2 pulseflow_disable 函数

禁用 Pulse_FLow 监听功能,这个函数是在给扩展关闭性能监控开关,这个函数之后的代码失去监控状态。


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