一.PHP應(yīng)用場景

自1994年創(chuàng)建以來，PHP早已由小家子氣的”Personal Home Page Tools”，演變?yōu)?rdquo;PHP:Hypertext Preprocessor”，同時基于強大的可擴展性與敏捷迭代特性，基本已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)科技公司的必備語言，為推動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供著源源不斷的強大動力。

同時基于PHP的開源軟件和開發(fā)框架(優(yōu)秀如WordPress，Zend Framework，Laravel，Yaf，Hiphop等等)也在不斷地發(fā)展，使得PHP也被除互聯(lián)網(wǎng)公司之外的企業(yè)所大規(guī)模使用，而進入企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)語言之列。

二.用戶監(jiān)控需求

我們知道，PHP的門檻低迭代快使得很多項目,因為種種原因變得架構(gòu)不清：

1.  開發(fā)者水平不足；

2.  項目是從外包團隊接手；

3.  歷史問題，積重難返；

4.  反正性能奇差,反正已經(jīng)愈發(fā)不可控；

而要發(fā)現(xiàn)問題卻又因為各種原因不可或很難調(diào)試，這些原因諸如:

1.    時間太久了，我也忘了怎么寫的，要看代碼

2.    因為數(shù)據(jù)不可造，邏輯無法到達，不能重現(xiàn)

3.    項目不是我所在的團隊開發(fā)，架構(gòu)以及代碼，羞澀惡心。

圖1: PHP應(yīng)用系統(tǒng)的執(zhí)行模型

PHP的運行階段可以大致分成三個階段:

1.  Parse

2.  Compile

3.  Execute

其中Compile過程將會產(chǎn)生Op Code和Class Table，F(xiàn)unction Table，然后交給Execute最終執(zhí)行。Op Code是中間碼,被Zend Engine調(diào)用執(zhí)行。

不難看出，其實PHP與Java類似，都是產(chǎn)生中間碼，運行在各自的”虛機”上，可是為什么PHP的性能較Java、.NET、Go而言差別這么大呢？

一句話講，大家普遍認為的”PHP是解釋型語言”其實是不嚴謹?shù)?，PHP不是不編譯，而是每次執(zhí)行都編譯，除此之外最嚴重的問題即是較難實現(xiàn)并行運算(注意只說”較難”，使用PHP進行并行計算的方案不止一個)?；贠p Code的存在，已經(jīng)誕生了大量cache工具擴展，可以有效提升PHP應(yīng)用的執(zhí)行性能,如OpCache,Apc,Apcu,Xcache等等。

對于使用PHP開發(fā)的網(wǎng)站、接口、應(yīng)用系統(tǒng)而言，性能的瓶頸點會在什么地方呢?  做過PHP應(yīng)用性能優(yōu)化的朋友們都知道，遞歸、循環(huán)、資源操作、資源釋放等都是常見的瓶頸點，這些經(jīng)常會造成阻塞或鎖。

可以得出CPU 、內(nèi)存、各種I/O、各種網(wǎng)絡(luò)帶寬等的消耗是性能瓶頸點中的重中之重，我們可以簡單歸結(jié)為:外部服務(wù)(如第三方API)，資源讀寫，代碼異常。

處理這些問題的通用作法是使用Xhprof,Xdebug或PHP-trace等工具來找出，并配合架構(gòu)師或高級工程師經(jīng)驗來處理,方法包括單例、事務(wù)、按需加載、短事務(wù)、及時釋放等等(對于大多數(shù)公司與開發(fā)人員來講，碰到性能問題更多的作法是盲目的猜測與撓頭)。但這些方法有哪些不足呢？

一眼可知，只能在測試或生產(chǎn)環(huán)境,產(chǎn)生問題并明確之后進行處理。測試環(huán)境還好,但如果是生產(chǎn)環(huán)境,事后處理雖能補救，但大多數(shù)面對的都是因功能受損造成的投訴或更嚴重的業(yè)務(wù)損失。

能夠在生產(chǎn)環(huán)境***時間發(fā)現(xiàn)或規(guī)避可能的性能問題；準確記錄已知或未知故障現(xiàn)場。這兩點，則成為應(yīng)用性能管理的迫切需求。

三.透視寶PHP監(jiān)控實現(xiàn)原理

圖2: Hook運用示意

PHP運行支撐的Zend Engine早在設(shè)計過程中已經(jīng)預(yù)留了豐富的Hook，可以有效干涉處理過程中的幾個關(guān)鍵步驟。

云智慧透視寶PHPAgent的研發(fā)實現(xiàn)，當然不能影響應(yīng)用系統(tǒng)原有的代碼，那么最簡單有效的方式必然是實現(xiàn)一個PHP擴展，PHPAgent利用了以下幾個Hook:

1.    zend_compile_file& zend_compile_string

加載分析文件或字符串,本身就會造成非常大的IO，如果過多地執(zhí)行加載，無疑會造成內(nèi)存和CPU的消耗.通過這兩個hook,可以取得文件名、執(zhí)行行數(shù)、使用內(nèi)存和CPU占用時間。

2.    zend_execute& zend_execute_internal

通過這兩個hook的使用,我們可以準確地分析得出一個PHP應(yīng)用中的類調(diào)用、方法調(diào)用、方法參數(shù)、內(nèi)存占用和CPU占用，加以分析,便可以準確得出應(yīng)用系統(tǒng)運行過程中的方法運行棧,API調(diào)用地址,SQL語句,CacheKey以及Cache***等關(guān)鍵信息。

3.    zend_throw_exception_hook

利用異常鉤子,可以準確地得到應(yīng)用系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的異常信息，當然包括異常發(fā)生的類\方法位置,參數(shù),異常code和異常message。

4.    zend_error_cb

錯誤鉤子則更加直接，可以準確得到系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的任何一個warning,代碼錯誤或語法錯誤。

圖3 :PHPAgent注冊與應(yīng)用Hook流程

圖4: zend_execute hook的應(yīng)用示意(偽代碼)

上圖大致解釋了我們是如何運用zend_execute hook進行數(shù)據(jù)采集的: 先取得方法名,同時通過規(guī)則過濾引擎，判斷哪些是我們關(guān)注或不關(guān)注的(類\方法的黑白名單)，然后通過AGENT_BEGIN宏記錄方法開始時間,方法名,行數(shù),內(nèi)存起點與參數(shù)，在執(zhí)行原有zend_execute之后,再通過AGENT_END宏記錄結(jié)束時間,內(nèi)存止點。

通過上述Hook的應(yīng)用,已經(jīng)可以得到我們所關(guān)注的指標數(shù)據(jù): 類\方法執(zhí)行順序,執(zhí)行時間，內(nèi)存占用,接口\DB等資源連接,SQL語句和執(zhí)行時間等。

經(jīng)過嚴格的壓力測試和生產(chǎn)環(huán)境部署實踐,PHPAgent對原有應(yīng)用系統(tǒng)的性能影響在5%以內(nèi).經(jīng)過一些參數(shù)調(diào)配,可以將性能影響降到更低,這些參數(shù)包括:

1. 是否啟動異常鉤子

2. 是否啟動錯誤鉤子

3. 是否啟用數(shù)據(jù)采樣

4. 是否啟用棧追蹤

5. 是否使用黑白名單(URL\Header\Cookie\Request Params)

6.  是否啟用UDP發(fā)送代理

7.  關(guān)注請求時間響應(yīng)閾值

8.  關(guān)注方法時間響應(yīng)閾值

四.透視寶PHPAgent監(jiān)控部署流程

透視寶PHPAgent遵守SmartAgent插件規(guī)范，那么一切從SmartAgent的安裝部署開始。

1、登錄云智慧透視寶官網(wǎng)：https://www.toushibao.com/，點擊頁面右上角導(dǎo)航的“免費試用”，正確填寫免費試用的申請信息后會彈出下面的對話框，同時激活郵件會自動發(fā)送到你的郵箱中，按照流程注冊帳號即可。

2、注冊成功后，登錄透視寶，點擊配置-應(yīng)用，在配置頁面中下載安裝Smart Agent。安裝成功后，Smart Agent會根據(jù)系統(tǒng)配置自動獲取主機信息，大致兩分鐘后，您就可以在“主機→服務(wù)器”模塊中查看該服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)卡、磁盤及進程等性能數(shù)據(jù)。

3、如果要監(jiān)控應(yīng)用運行時代碼、主機中服務(wù)和數(shù)據(jù)庫性能數(shù)據(jù)，您需要進一步安裝和配置Smart Agent提供的各種插件，這是因為Smart Agent實現(xiàn)了一種開放式的插件式結(jié)構(gòu)，對每個運行時代碼、服務(wù)和數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控都是通過相應(yīng)的插件來實現(xiàn)的。

4、Smart Agent在安裝完成后，加載過程中自動發(fā)現(xiàn)你的應(yīng)用組件，如果沒有自動監(jiān)測到PHP環(huán)境，也可以手動添加PHPAgent。如上圖所示，點擊“管理”入口，進入“插件管理”，點擊頁面下部的“添加服務(wù)”，選擇PHPAgent后，點擊“創(chuàng)建”。

創(chuàng)建完畢后，點擊“ON”。(該ON操作只是初始化用戶的信息，以便以后采集到的信息能夠正確的回傳給該用戶。)

5、當然，如果對于已經(jīng)安裝完成的PHPAgent，也可以直接在此管理界面上方便地進行升級與降級操作。

6、安裝過程腳本默認會使用whereisphp尋找系統(tǒng)內(nèi)PHP進行安裝。

如果編譯安裝PHP，請賦腳本中APPD_PHP_PATH變量值到PHP bin目錄，如：/usr/local/php-5.5.14/bin。

執(zhí)行PHPAgent/install.sh start安裝命令。

7、重啟Web Server

安裝開啟PHP代碼監(jiān)控插件后，需要您手動重啟web Server（apache\httpd\Php-fpm等軟件）

8、查看PHP應(yīng)用數(shù)據(jù)

恭喜！此時配置已經(jīng)完成，如果應(yīng)用有正常訪問進入，您就可以在“應(yīng)用”模塊中查看應(yīng)用數(shù)據(jù)了。

五.透視寶PHP監(jiān)控功能特點

在功能方面，透視寶無論是在PHP，還是其他如Java、.NET等主流語言的監(jiān)控上，都包括：查看執(zhí)行最慢的10個元素，包括元素執(zhí)行次數(shù)、持續(xù)時長和占用時長百分比；查看HTTP請求參數(shù)，包括請求的響應(yīng)狀態(tài)、鏈接頁面、具體的請求參數(shù)及返回結(jié)果；查看代碼執(zhí)行堆棧的詳細樹狀信息，包括每個方法的計算時間、總耗時和被調(diào)用的次數(shù)，您能直接看到特殊標識的最慢方法；查看涉及SQL語句的總耗時排序，包括SQL執(zhí)行總耗時、執(zhí)行次數(shù)和具體的查詢語句；第三方API調(diào)用。

上圖是PHPAgent發(fā)現(xiàn)的某應(yīng)用的資源拓撲與請求響應(yīng)概述。

上圖以散點柱餅圖描述了某段時間內(nèi)一個PHP應(yīng)用的請求響應(yīng)時間分布，可以一眼看出有問題的請求是哪些。

對于某一個單次請求事務(wù)的拓撲與代碼運行?？梢詼蚀_地進行分析:

下面是對一個應(yīng)用中PHPAgent發(fā)現(xiàn)的一段時間內(nèi)對Mysql資源操作的分析。

基于某一個集群的應(yīng)用,透視寶可以自動進行總拓撲的識別和描繪。

當然，可以對已經(jīng)識別的應(yīng)用站點拓撲進行分組高亮。