PHP 性能分析第一篇: Xhprof & Xhgui 介紹

什麼是性能分析？

性能分析是衡量應用程序在代碼級別的相對性能。性能分析將捕捉的事件包括：CPU的使用，內存的使用，函數的調用時長和次數，以及調用圖。性能分析的行爲也會影響應用性能。

影響的程度取決於基準測試。基準測試在外部執行，用於衡量應用真實性能。所謂真實性能，即終端用戶所體驗的應用表現。

何時應該進行性能分析？

在考慮是否進行性能分析時，你首先要想：應用是否存在性能問題？若是有，你要進一步考慮：這個問題有多大？

若是你不這樣作，將會陷入一個陷阱——過早優化，這可能會浪費你的時間。

爲了評斷應用是否存在性能問題，你應該肯定性能目標。例如，100 個併發用戶的響應時間小於 1s 。而後，你須要進行基準測試，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。（實際生產環境或模擬的生產環境，後者很容易在 SaaS 實現（例如：OneAPM PHP 應用性能在線分析示例 ）。

用於基準測試的產品不少，包括 ab，siege 和 JMeter。我我的比較喜歡 JMeter 的功能集，但 ab 和 siege 更加易用。

一旦你肯定應用存在性能問題，就須要分析其性能，實施改進，而後再一次進行基準測試，查看問題是否解決。每一次變動以後，你都該進行基準測試查看效果。若是你作了不少變動，卻發現應用性能有所降低，你就沒法肯定具體是哪一次變動致使了這個問題。

下圖是我定義的性能生命週期:

性能降低的通常緣由

致使性能降低的通常緣由中，有些至關出人意料。即使是像 PHP 這樣的高級語言，代碼的好壞也不多是問題的根源。在當今的硬件配置條件下，CPU 不多是性能限制的緣由。常見的緣由反而是:

數據存儲

• PostgreSQL
• MySQL
• Oracle
• MSSQL
• MongoDB
• Riak
• Cassandra
• Memcache
• CouchDB
• Redis

外部資源

• APIs
• 文件系統
• 網絡接口
• 外部流程

糟糕的代碼

選擇哪種性能分析器?

在 PHP 世界裏，有兩個大相徑庭的的性能分析器——主動和被動。

主動 VS 被動性能分析

主動分析器在開發過程當中使用，由開發人員啓用。主動分析器收集的信息比被動分析器多，對性能的影響更大。一般，主動分析器不能用在生產環境中。XDebug 就是一種主動分析器。

由於沒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 是爲了在生產環境中使用而打造的。它對性能的影響最小，同時收集足夠的信息用於診斷性能問題。XHProf 和 OneAPM 都是被動分析器。

一般，XDebug 收集的額外信息對於通常的性能問題分析並沒必要要。這意味着，被動分析器是用於不間斷性能分析的更佳選擇，即便是在開發環境中。

XHProf + XHGui

XHProf 由 Facebook 開發的，包含一個基本的用戶界面用於查看性能數據。此外，Paul Reinheimer 開發了 XHGui 和一個加強的用戶界面（UI）用於查看、比較和分析性能數據。

安裝

安裝 XHProf

XHProf 可經過 PECL 安裝，步驟以下：

$ pecl install xhprof-beta

該 pecl 命令將嘗試自動更新你的 php.ini 設置。pecl 嘗試更新的文件可使用如下命令找到：

$ pecl config-get php_ini

它會在指定的文件(若是有的話)頂部增長新的配置行。你可能想把他們移到一個更合適的位置。

一旦你編譯了該擴展程序，您必須啓用它。爲此，您須要在 PHP INI 文件添加如下代碼：

[xhprof]
extension=xhprof.so

以後，結合 XHGui 就能輕鬆地執行性能分析與檢查。

安裝 XHGui

安裝 XHGui，必須直接從 git 獲取。該項目能夠在 github 上找到，地址爲 https://github.com/perftools/xhgui

XHGui 要求:

• PHP 5.3+
• ext/mongo
• composer
• MongoDB (若只須要收集數據，則可選可不選；若須要數據分析，則爲必選)

首先，克隆項目到任意位置。在基於 Debian 的 Linux 系統(例如 Ubuntu 等等)，多是 /var/www。在 Mac OS X 系統，多是 /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 緩存目錄的權限。若是失敗，你能夠手動運行 composer install。

下一步，你可能須要建立配置文件。這一步很容易實現，可使用在 /path/to/XHGui/config/config.default.php 下的默認配置文件。

若是你在本地運行 MongoDB，沒有身份驗證，則可能不須要這樣作。由於它將回退爲默認值。而在多服務器環境中，你會須要一個全部服務器都能進行存儲的遠程 MongoDB 服務器，並進行恰當的配置。

爲提升 MongoDB 的性能，你能夠運行如下指令以添加索引：

$ 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 } )

其餘配置

若是你不想在生產環境中安裝 mongo ,或沒法讓 Web 服務器訪問 mongo 服務器，您能夠將性能分析數據保存在磁盤中，再導入到本地 MongoDB 供之後分析。

爲此，請在 config.php 中進行如下修改：

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

改變文件中的 save.handler，而後取消批註 save.handler.filename ，爲其賦一個恰當的值。

注意：默認天天只保存一個分析文件。

一旦分析數據的準備就緒，你就可使用 XHGui 附帶的腳本導入之：

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

在此以後的步驟都相同。

運行 XHGui

XHGui 是以 PHP 爲基礎的 Web 應用程序，你能夠以 /path/to/xhgui/webroot 爲根文件，設置一個標準的虛擬主機。

或者，你能夠簡單地使用 PHP 5.4+ cli-server 例如:

$ cd /path/to/xhgui
$ php -S 0:8080 -t webroot/

這將使 XHGui 在全部網絡接口均可經過 8080 端口進行通訊。

運行性能分析器

運行分析器時，你須要在待分析的全部頁面包含 external/header.php 腳本。爲此，你能夠在 PHP ini 文件設置 auto_prepend_file 。你既能夠直接在公共 INI 文件進行設置，也能夠限制到單一的虛擬主機。

對於 Apache 服務器，添加如下代碼:

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

對於 Nginx 服務器，在服務器配置中添加如下代碼:

fastcgi_param PHP_VALUE "auto_prepend_file=/path/to/xhgui/external/header.php";

若是您使用 PHP 5.4+ cli-server(PHP -S)，則必須經過命令行標記進行設置:

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

默認狀況下,分析器運行時只分析(大約) 1% 的請求。這是由如下 external/header.php 代碼控制的:

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

若是你想分析每個請求（例如，在開發階段），你能夠將這段代碼註釋掉。若是你想讓分析 10% 的請求，你能夠作以下改動：

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

這容許你對一小部分用戶請求進行分析，而不過多影響單個用戶或太多用戶。

若是你想在性能分析時進行手動控制，你能夠這樣作：

<?php  
if (!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 變量（在此例中爲：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：表單提交後的重定向，Ajax 請求等等。

此外，它容許一個名爲 no-A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV 的 GET/POST 變量來刪除 Cookie ，中止分析。

固然，咱們歡迎你們嘗試使用 OneAPM 來爲您的 PHP 和 Java 應用作免費的性能分析。OneAPM 獨有的探針可以深刻到全部 PHP 和 Java 應用內部完成應用性能管理和監控，包括代碼級別性能問題的可見性、性能瓶頸的快速識別與追溯、真實用戶體驗監控、服務器監控和端到端的應用性能管理。 OneAPM 能夠追溯到性能表現差的 SQL 語句 Traces 記錄、性能表現差的第三方 API、Web 服務、Cache 等等。

在下一篇文章中，咱們將深刻研究 XHGui ，以及用於展現、比較 XHProf 數據的用戶界面（本文系應用性能管理領軍企業 OneAPM 工程師編譯整理） 。