Ruby探針的基本實現原理

語言自己

Ruby語言支持語法級別的系統，框架，甚至語言自己的方法複寫，通常叫作元編程（meta programming）， 此基礎之上還有一些術語爲mixin，方法的動態定義，運行時類改寫等等，這些技術和機制可讓語言自己就能實 現其餘語言須要字節碼才能實現的功能，例如探針須要hook HttpRequest中的request方法，就能夠經過下面的方式實現：

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_new

end

這裏只是展現其中一種最簡單的方法，還有不少其餘方法，好比咱們想徹底放棄原有的方法的話，那就能夠直接覆蓋掉這個方法了。

框架

某些框架如Rails提供pub-sub機制，這種狀況下探針只須要訂閱特定類型的消息，而後進行數據再加工就能夠了。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
  end
end

ActiveSupport::Notifications.subscribe('process_action.action_controller', ActionController::PageRequest.new)

# 每次訪問就可以訂閱到‘process_action.action_controller’的消息：
#
# 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
# }

這樣咱們就能拿到這個request的數據了，訂閱消息類型還請本身查閱相關框架的文檔。

RACK

Rack絕對是個好東西，它把幾乎全部的web框架和server溝通的接口定義好了，並且是如此的簡潔，就是一個call方法。 一個最簡單的Rack應用以下：

# configu.ru

class App

  def call
    [200, {"Content-Type" => "text/html"}, ["hello world"]]
  end

end

run app

# rackup

只須要這個call方法就搞定了，而多層的rack middleware也只是嵌套着調用call方法，全部要hook的話，這裏就夠了， 不過由於這裏基本就是根了，須要注意抓取的數據量及堆棧信息，太長的話會影響性能的。

數據庫

數據庫層基本都是對orm框架的hook，在每一個查詢的結果輸出中都會有執行的時間信息，超過閥值則調用數據庫自己的查詢 語句優化工具，並保存輸出結果。至於hook的方法就是【1】中或者採用【2】中的方法，若是框架支持的話。

外部服務

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

後臺任務

後臺任務機制同上面幾項，只不過是在非http server的進程中運行，數據抓取的機制同樣，但分類不一樣， 須要探針在運行過程當中，判斷數據抓取的對象狀態，即web事務中仍是非web事務中，非web事務都統一存 儲到後臺任務的數據容器中。

Thread Profiler

Thread Profiler就是一個增強版的事務採集器，能夠設定採樣週期和採樣頻率，將週期內的事務請求進行數據的聚合處理， 而後統計出在這個週期內的堆棧調用佔比信息，而後能夠根據此信息找出時間佔比或者調用次數最多的方法，而後有針對性的 進行優化。

總結

以上所述，還只是一些最根本的原理性知識，細節的點還有不少，好比如何進行數據的本地存儲和處理，以及線程間的數據衝突處理， 還有基於fork的多進程server的進程間的數據傳輸，在之後的文章中，會針對每一項都作出詳細的解釋，還請你們持續關注。

---

本文系OneAPM工程師編譯整理。OneAPM是中國基礎軟件領域的新興領軍企業，能幫助企業用戶和開發者輕鬆實現：緩慢的程序代碼和SQL語句的實時抓取。想閱讀更多技術文章，請訪問OneAPM官方技術博客。