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使用xhprof进行线上PHP性能追踪及分析

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之前一直使用基于Xdebug进行PHP的性能分析，对于本地开发环境来说是够用了，但如果是线上环境的话，xdebug消耗较大，配置也不够灵活，因此线上环境建议使用xhprof进行PHP性能追踪及分析。

xhprof的安装与简易用法

xhprof是Facebook开源的轻量级PHP性能分析工具，Linux环境下可以通过pecl直接安装，比如在Ubuntu下仅需3行指令

pecl install xhprof-beta
echo "extension=xhprof.so" > /etc/php5/fpm/conf.d/xhprof.ini
service php5-fpm restart

之后可以通过phpinfo()检查扩展是否已经加载。

具体如何使用呢，xhprof项目中已经提供了示例以及简易的UI，下载xhprof项目到web服务器，假设可以通过http://localhost/xhprof/访问，那么访问http://localhost/xhprof/examples/sample.php可以看到一些输出，并且提示通过访问http://<xhprof-ui-address>/index.php?run=XXX&source=xhprof_foo查看结果。接下来访问http://localhost/xhprof/xhprof_html/就可以看到已经保存的结果，列出了所有函数的调用以及所消耗的时间。

分析一下示例代码sample.php，关键部分只有2行：

//开启xhprof并开始记录
xhprof_enable();
//运行一些函数
foo();
//停止记录并取到结果
$xhprof_data = xhprof_disable();

$xhprof_data中记录了程序单步运行过程中所有的函数调用时间及CPU内存消耗等，具体记录哪些指标可以通过xhprof_enable的入口参数控制，之后的处理已经与xhprof扩展无关，大致是编写了一个存储类XHProfRuns_Default，将$xhprof_data序列化并保存到某个目录，可以通过XHProfRuns_Default(__DIR__)将结果输出到当前目录，如果不指定则会读取php.ini配置文件中的xhprof.output_dir，仍然没有指定则会输出到/tmp。

xhprof_html/index.php将记录的结果整理并可视化，默认的UI里列出了：

funciton name ：函数名
calls: 调用次数
Incl. Wall Time (microsec)：函数运行时间（包括子函数）
IWall%：函数运行时间（包括子函数）占比
Excl. Wall Time(microsec)：函数运行时间（不包括子函数）
EWall%：函数运行时间（不包括子函数）

每一项应该不难理解，以项目自带的sample.php为例，示例中编写了一个main()函数，main()函数中调用foo()、bar()等一些子函数进行了一点字符处理。整个程序运行过程中，main()函数只运行了一次，并且由于main()函数中包括了所有的逻辑，所以main()函数的IWall%占比为100%，但是由于main()函数的功能都是由子函数实现的，因此main()函数的EWall%只有0.3%，而foo()函数完成了主要的工作，EWall%有98.1%。因此在分析更大型的程序时，往往需要根据这几项指标分别排序，从不同的角度审视性能消耗。

在xhprof_html/index.php中还可以看到[View Full Callgraph]链接，点击后可以绘制出一张可视化的性能分析图，如果点击后报错的话，可能是缺少依赖graphviz，ubuntu可以通过apt安装

apt-get install graphviz

更好的注入方式

了解了上面这些，其实就已经可以将xhprof整合到任何我们已有的项目中去了。目前大部分MVC框架都有唯一的入口文件，只需要在入口文件的开始处注入xhprof的逻辑

//开启xhprof
xhprof_enable(XHPROF_FLAGS_MEMORY | XHPROF_FLAGS_CPU);
//在程序结束后收集数据
register_shutdown_function(function() {$xhprof_data        = xhprof_disable();//让数据收集程序在后台运行if (function_exists('fastcgi_finish_request')) {fastcgi_finish_request();}//保存xhprof数据...
});

但是这样免不了要修改项目的源代码，其实php本身就提供了更好的注入方式，比如将上述逻辑保存为/opt/inject.php，然后修改php fpm配置文件

vi /etc/php5/fpm/php.ini

修改auto_prepend_file配置

auto_prepend_file = /opt/inject.php

这样所有的php-fpm请求的php文件前都会自动注入/opt/inject.php文件

如果使用Nginx的话，还可以通过Nginx的配置文件设置，这样侵入性更小，并且可以实现基于站点的注入。

fastcgi_param PHP_VALUE "auto_prepend_file=/opt/inject.php";

更好的分析工具：xhprof.io还是xhpgui

注入代码后我们还需要实现保存xhprof数据以及展示数据的UI，听起来似乎又是一大堆工作，有现成的轮子可以用吗？

经过搜索和比较，貌似比较好的选择有xhprof.io以及xhpgui。

两个项目做得事情差不多，都提供了xhprof数据保存功能以及一套索引展示数据的UI，下面是一些比较

xhprof.io

✗ 年久失修
✗ 保存xhprof数据到MySQL
✓ 支持域名、URI等多个维度的数据索引
✓ 函数调用记录完整，内核级别函数都能显示
✗ 无法针对个别URI开启
✗ 注入被分割成两个文件，如果程序被强制中断时xhprof数据将无法收集

xhgui

✓ 保存xhprof数据到MongoDB
✗ 不支持域名索引
✗ 函数调用记录不完整，部分内核级别函数（如扩展内）无法显示
✓ 有配置文件可以控制开启条件
✓ 注入只有一个文件
✓ 狂拽酷炫的基于D3.js的调用关系动态图

可以看到其实两个项目都不够完善，相对而言xhgui不支持域名索引对于线上调试来说是无法忍受的，因此我最后的选择是使用xhprof.io，但是自己进行了微量的调整，修改后的xhprof.io修正版支持：

✓ 增加开启开关配置，可以针对个别URI开启
✓ 注入文件合并为一个

xhprof.io修正版安装与使用

安装及配置方法如下，假设web服务器根目录为/opt/htdocs

cd /opt/htdocs
git clone https://github.com/EvaEngine/xhprof.io.git
cd xhprof.io/
composer install
cp xhprof/includes/config.inc.sample.php xhprof/includes/config.inc.php
vi xhprof/includes/config.inc.php

在MySQL中建立xhprof.io数据库，假设数据库名为xhprof，然后导入xhprof/setup/database.sql

配置文件config.inc.php中需要调整

'url_base' => 'http://localhost/xhprof.io/', 这是xhprof.io界面所在路径
'pdo' => new PDO('mysql:dbname=xhprof;host=localhost;charset=utf8', 'root', 'password'), 根据MySQL实际情况调整配置
enable 这是一个匿名函数，当匿名函数返回true时启用xhprof数据收集

通过配置enable项，就可以实现线上调试的需求，比如

始终开启xhprof

'enable' => function() {return true;
}

1/100概率随机开启xhprof

'enable' => function() {return rand(0, 100) === 1;
}

网页携带参数debug=1时开启xhprof

'enable' => function() {return !empty($_GET['debug']);
}

网页URL为特定路径时开启

'enable' => function() {return strpos($_SERVER['REQUEST_URI'], '/testurl') === 0;
}

最后按上文所述，在要配置的项目中包含xhprof.io/inc/inject.php即可。

线上环境操作时务必要胆大心细，如果没有结果尤其注意需要检查xhprof扩展是否安装。

附录：xhpgui的安装方法

apt-get install mongodb php5-mongo php5-mcrypt
cp /etc/php5/mods-available/mcrypt.ini /etc/php5/fpm/conf.d/
cp /etc/php5/mods-available/mcrypt.ini /etc/php5/cli/conf.d/
cd /opt/htdocs
git clone https://github.com/perftools/xhgui.git
cd xhgui
composer install
cp config/config.default.php config/config.php
chown www-data.www-data -R cache

编辑Nginx配置文件加入

fastcgi_param PHP_VALUE "auto_prepend_file=/opt/htdocs/xhgui/external/header.php";

收集数据过多时可以清空mongodb

mongo
use xhprof;
db.dropDatabase();

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