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线上快速定位 CPU 最热的 Go 代码路径（使用 OpenResty XRay）

章亦春发布于 Aug 23, 2023 更新于 May 22, 2024

预计阅读 4 分钟

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使用 OpenResty XRay 快速透视和解决您的软件问题

今天我将一步一步向您展示一个使用 OpenResty XRay 分析 Go 应用的例子。我们将快速定位一个已经在运行的 golang 进程中最热的 Go 代码路径。这些代码路径消耗最多的 CPU 时间，会影响您应用程序的性能。

问题: 高 CPU 使用率

首先运行 top 命令检查 CPU 使用情况。可以看到，名为 chat-service 的进程消耗了超过 100% CPU 核心的资源。我们已经事先知道这个进程是用 Go 语言实现的。

使用 OpenResty XRay 的引导式分析功能定位最热的 Go 代码路径

让我们使用 OpenResty XRay 来检查这个未经修改的进程。我们不用在目标 Go 应用中添加什么特别的模块或代码。

在浏览器中打开 OpenResty XRay 的 Web 控制台。这里我们可以实时查看所有机器上的所有应用的实时情况。

先确认当前分析的是否是正确的机器。

进入 “Guided Analysis” 页面。

这里可以看到系统能分析哪些类型的问题。

选择 “High CPU usage”。

点击 “Next”。

选择之前的那个 Go 应用程序。

选择CPU 使用率很高的进程，也就是我们之前在 top 中看到的进程。

看看应用程序的类型是否正确。一般来说，默认值就是对的。

语言级别就是 “Go”。

我们还可以设置最大分析时间。这里不用改，就用默认的 300 秒。

开始分析。

系统将持续进行多轮分析。现在它正在运行第一轮分析。

第一轮分析已经完成，现在进入第二轮分析。对这个例子来说运行一轮分析就够了。

停止分析。

可以看到系统已经自动生成了一个报告。

报告显示了消耗 CPU 时间最多的那些 Go 级别的代码路径。其中排名第一的是正则表达式编译，它占用了 36.8% 的 CPU 时间。

这是 Go 运行时中标准 regexp 库里的两个函数。它们负责编译正则。

这个 checkMessage 函数是我们业务逻辑的一部分。这个函数调用了我们刚才看到的正则编译函数。

如果我们想进一步研究这条代码路径，可以点击 “More” 这个链接。

点击之后我们会看到该代码路径更多的细节，它们是从这个 Go 级别的 CPU 火焰图中推导出来的。

报告也提供了关于这些代码路径性能的说明和建议。

比如，它说我们最好少调用正则编译函数，因为它太费 CPU 了。

报告接着介绍了一个业务相关的函数 CheckMessage，它使用和编译了正则表达式。

它也提到了编译正则。

我们再来看看刚才提到的代码路径。把鼠标放在名为 CheckMessage 的 Go 函数的绿色框上。可以看到 CheckMessage 函数的 Go 源文件。在提示框中还可以看到 prev_processor.go 文件的完整路径。

这行 Go 源码的行号是 17。

点击这个图标，复制这个函数完整的 Go 源文件路径。

在终端粘贴我们刚刚复制的代码路径。使用 vim 编辑器查看相应的 Go 业务代码。您可以自由使用自己喜欢的编辑器。

跳转到第 17 行，就是原报告里显示的那个行号。

可以看到，这行代码确实是在编译正则表达式，调用的是那个 MustCompile 函数。

它也确实在报告中显示的函数 CheckMessage 中。下面再优化这里的 Go 代码就很容易了！

通过 OpenResty XRay 产品提升您应用的性能

全自动分析与报告

OpenResty XRay 也可以自动监控在线进程，并显示分析报告。进入 “Insights” 页面。

您可以在 “Insights” 页面中看到以日和周为周期的报告。

其实您不是非得用 Guided Analysis 功能。当然 Guided Analysis 对于应用程序的开发和演示是很有用的。

关于 OpenResty XRay

OpenResty XRay 是一个动态追踪产品，它可以自动分析运行中的应用程序，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。

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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、LuaJIT、GDB、SystemTap、LLVM、Perl 等，并编写过 60 多个开源软件库。