你是否经历过这样的场景:用户反馈系统出现了一个奇怪的 Bug,但日志里没有相关信息。于是你猜测可能的原因,添加几个埋点,等待发布上线。数据回流后发现猜测不对,再添加新埋点,再次发布…如此反复,一个本可能几分钟解决的问题,硬生生拖了好几天。

在复杂的现代系统中,传统的“三板斧”——日志、埋点和 A/B 测试——正变得越来越力不从心。它们无法跟上快速迭代的节奏,也难以应对日益复杂的系统架构。面对这些困境,一种新的技术方案正在崭露头角——动态追踪。

传统方法 vs 动态追踪:效率与控制力的革命

想象一下这个场景:生产环境突然出现性能下降,用户投诉不断。使用传统方法,你可能需要:

  1. 日志分析:翻阅大量日志,却发现关键信息缺失。虽然成本低,但信息固定且有限。它依赖于开发者的预判能力——你只能看到你事先认为重要的信息。
  2. 添加埋点:修改代码,部署新版本,等待数据收集。虽然提供了更多灵活性,但修改慢、上线周期长。每次调整都需要走完整个发布流程。
  3. A/B 测试:更偏向于行为验证,粒度往往不够精细,难以定位具体的技术问题。
  4. 重现问题:尝试在测试环境复现,却难以模拟真实负载
方法时间成本代码侵入性实时性全面性灵活性
日志分析中等低-中等
埋点监控中等中等
A/B测试非常高中等中等中等
动态追踪(OpenResy XRay)

归根结底,这些方法都有一个共同的弱点:你能看到的,都是你当初预判对了的。但现实是,线上环境总有你没想到的角落和场景。

动态追踪:系统的“透视眼”

动态追踪技术,本质上是为你提供了一双可以在系统运行时随时睁开的眼睛。它由三部分组成:

  • 在线动态插桩:无需重启服务,直接在运行中的程序上"打孔"观察
  • 数据实时查看:所见即所得,不再等待数据回流
  • 代码路径分析:理解程序的实际执行路径,而非猜测

OpenResty XRay 如何做到“像摄像头一样”看清系统内部?其核心原理在于非侵入式的探针技术。更重要的是,动态追踪具备这些关键特性:

  • 无侵入:不修改源代码
  • 热插拔:随时开启、关闭
  • 安全沙箱:严格控制追踪代码的权限
  • 性能控制:精确控制对系统性能的影响

当你部署 XRay 探针后,它会在不修改原始代码的情况下,在指定的函数入口、返回点或代码路径上"挂钩"。每当这些点被触发,探针就会收集上下文信息,包括调用栈、执行时间、参数值等,并将这些数据实时传输到分析平台。

值得一提的是,XRay 探针经过精心设计,性能开销极低。在我们的测试中,即使在高负载系统上,探针引入的性能影响通常非常低,在大多数场景下甚至可以忽略不计。

从火焰图到系统全景

OpenResty XRay 中,火焰图是一个强大而直观的可视化工具,用于动态追踪目标软件中各种系统资源或性能指标的分布情况。通过火焰图,用户可以清晰地看到 CPU 时间、内存使用、磁盘 I/O、延迟等资源是如何在代码路径中被具体消耗的。

比如,在 Lua 级别的性能分析中,XRay 支持将文件名和具体行号显示在火焰图中,使得开发者能够精确定位到某一行 Lua 源代码,大幅提升调试和优化效率。

这一切的背后,依赖的是先进的动态追踪技术。与传统 APM 工具通过插桩或代码注入可能干扰目标进程不同,OpenResty XRay 使用的是非侵入式的采样方法。它无需对目标进程做任何修改,也不会注入任何代码,即使在采样时,目标进程的行为也与未采样时几乎完全一致。

这种轻量级、低开销的方式,既确保了采集数据的真实性,又保障了系统的稳定性与安全性。因此,OpenResty XRay 的火焰图分析不仅适用于开发和测试环境,更可以安全地应用在线上生产系统中,用于定位那些在离线环境中难以复现的复杂性能问题。火焰图不仅是一种可视化工具,更是通向系统运行全貌的重要入口。

为什么选择 OpenResty XRay?

市面上有不少动态追踪工具,如 DTrace、SystemTap、bcc 等,但它们都存在明显的短板:

DTrace/SystemTap:使用门槛高,你需要学习特定的脚本语言,理解内核原理。

bcc:虽然相对现代,但仍然面向内核,对业务研发不够友好。

OpenResty XRay 则是专为业务研发设计的动态追踪工具:

  • 面向业务研发:无需学习底层语言,直接追踪业务逻辑
  • 调试符号数据库:即使源码不可见,也能精准追踪
  • Ylang 语言:类似 C 语言的语法,支持条件、循环、聚合,学习成本极低
  • 云端统一控制:一人维护,全组可用,大幅降低使用门槛

可观测性的未来:动态追踪的新边界

回顾可观测性技术的演进历程:从最初的日志(Log),到指标监控(Metric),再到分布式追踪(Distributed Trace),如今我们正迈入动态追踪(Dynamic Trace)的新时代。

随着边缘计算、IoT 设备和 AI 推理服务的普及,系统复杂度正在指数级增长。传统的可观测性方法已难以应对这种复杂度。动态追踪技术,特别是与 AIOps(AI运维)的结合,将成为未来解决这些挑战的关键。

OpenResty XRay 的长期愿景是构建一个全方位的可观测性平台,使系统内部的每一个行为都可被观察、分析和优化。它将帮助工程师们在日益复杂的技术世界中保持对系统的掌控力。

在复杂系统的调试和优化中,XRay 让你从被动应对变为主动发现,从猜测验证变为直接观察。它不仅能帮你更快地解决问题,还能帮你发现那些你不知道自己不知道的问题。

在性能至上、用户体验为王的今天,你是否已经准备好拥抱动态追踪技术,为你的系统装上“透视眼”?OpenResty XRay 让系统内部不再是黑盒,让问题排查不再是猜谜游戏。

关于 OpenResty XRay

OpenResty XRay 是一款动态追踪产品,它可以自动分析运行中的应用,以解决性能问题、行为问题和安全漏洞,并提供可行的建议。在底层实现上,OpenResty XRay 由我们的 Y 语言驱动,可以在不同环境下支持多种不同的运行时,如 Stap+、eBPF+、GDB 和 ODB。

关于作者

章亦春是开源 OpenResty® 项目创始人兼 OpenResty Inc. 公司 CEO 和创始人。

章亦春(Github ID: agentzh),生于中国江苏,现定居美国湾区。他是中国早期开源技术和文化的倡导者和领军人物,曾供职于多家国际知名的高科技企业,如 Cloudflare、雅虎、阿里巴巴, 是 “边缘计算“、”动态追踪 “和 “机器编程 “的先驱,拥有超过 22 年的编程及 16 年的开源经验。作为拥有超过 4000 万全球域名用户的开源项目的领导者。他基于其 OpenResty® 开源项目打造的高科技企业 OpenResty Inc. 位于美国硅谷中心。其主打的两个产品 OpenResty XRay(利用动态追踪技术的非侵入式的故障剖析和排除工具)和 OpenResty Edge(最适合微服务和分布式流量的全能型网关软件),广受全球众多上市及大型企业青睐。在 OpenResty 以外,章亦春为多个开源项目贡献了累计超过百万行代码,其中包括,Linux 内核、Nginx、LuaJITGDBSystemTapLLVM、Perl 等,并编写过 60 多个开源软件库。

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