分析 Tomcat Java Web 应用请求延时（使用 OpenResty XRay）

章亦春发布于 Oct 10, 2024 更新于 Oct 16, 2024

预计阅读 6 分钟

阅读次数

OpenResty XRay 是一款强大的动态追踪工具，能够帮助开发者和运维人员深入分析各种应用程序的性能问题。它的特点包括非侵入式分析、极低的性能损耗，以及适合在生产环境中使用。这些特性使得 OpenResty XRay 成为一个理想的线上实时分析工具，可以在不影响应用正常运行的情况下，持续监控和诊断性能问题。在我们之前的博客文章 [《使用 OpenResty XRay 分析 Java 应用》](https://blog.openresty.com.cn/cn/java-analysis/) 中，我们详细介绍了如何使用 OpenResty XRay 来分析 Java 应用的 CPU、off-CPU 和硬盘性能问题。在本文中，我们将重点介绍如何使用 OpenResty XRay 来分析 Tomcat Java 应用的请求延迟情况。

使用 OpenResty XRay 快速透视和解决您的软件问题

OpenResty XRay 对 Tomcat 的支持

OpenResty XRay 现在能够捕获和分析使用 Tomcat 的 Java 应用的请求。这项功能使我们能够精确定位和抓取有问题的特定请求，不仅适用于直接使用 Tomcat 的应用，还包括内置了 Tomcat 的框架，如 Spring Boot。通过捕获这些请求的详细信息和相应的 PCAP 包，OpenResty XRay 为深入分析 Java Web 应用性能提供了丰富的数据支持，成为解决复杂性能问题的理想工具。

为了实现这一功能，OpenResty XRay 采用了智能抓包技术，让性能分析变得更加高效和精准。

智能抓包

OpenResty XRay 提供了智能抓包功能，这是一个强大而独特的特性，能够大大提高性能分析的效率和精确度。以下是智能抓包的主要优势和特点：

选择性捕获：OpenResty XRay 可以只在我们感兴趣的 TCP 连接上捕捉和分析网络数据包。通过只捕获相关的网络流量，OpenResty XRay 有效地减少了分析过程中的噪音，使得问题定位更加准确和迅速。OpenResty XRay 提供了多种灵活的过滤条件，让您能够精确定位需要分析的请求。主要的过滤条件包括但不限于：
- 主机名（Host）
- 请求端口
- URL 路径
- 请求响应时间阈值（毫秒）
- 响应状态码 …
资源效率：选择性捕获大大降低了存储和处理开销，使得长时间的持续监控成为可能，即使在高流量的生产环境中也能轻松应用。
详细的请求信息：您可以获取到每个请求的详细信息，包括但不限于：
- 主机名（Host）
- URL 路径
- URI 参数
- 请求方法（GET, POST 等）
- 请求协议（HTTP/1.1, HTTP/2 等）
- 请求时间戳
- 请求处理时间
这些详细信息让您能够全面了解每个请求的特征和性能表现。
PCAP 包捕获功能：除了基本的请求信息，OpenResty XRay 还能为每个捕获的请求生成对应的 PCAP（Packet Capture）文件。这一功能让您能够进行更深入的网络层面分析，有助于排查复杂的性能问题和网络异常。

通过这些特性，OpenResty XRay 的智能抓包功能为性能分析提供了强大的支持，使得问题定位和解决变得更加高效和精准。

实际应用示例

为了更好地展示 OpenResty XRay 在分析 Tomcat 应用请求延迟方面的能力，让我们来看一个具体的示例，看看如何使用 OpenResty XRay 来分析请求延时的问题。

首先，我们启动 OpenResty XRay 分析器，开启捕获 PCAP 包的选项。我们还可以设置一些过滤条件，方便我们筛选请求，比如这里设置过滤条件为请求时间大于 250ms。

运行分析器后，我们很快就捕获到了一些问题请求。在 OpenResty XRay 的界面上，我们可以清楚地看到这些请求的详细信息。

对于每个捕获的请求，我们可以查看以下关键信息：
- 请求的 URL 路径
- 使用的 HTTP 协议版本
- 请求参数
- 确切的请求处理时间

OpenResty XRay 还提供了获取每个请求对应 PCAP 包的功能。只需在请求信息上右键点击，就可以下载该请求的 PCAP 文件。

分析抓包结果

在此图中，横轴表示数据包的序列号 (从 1 开始), 纵轴表示相邻数据包之间的时间间隔 (单位：秒)。每个数据点都标有相应的 TCP 标志 (如 SYN、ACK、PSH+ACK、FIN+ACK 等), 用于标识数据包类型。

在这个例子中，服务端 IP 为 192.168.0.11:8080, 客户端 IP 为 192.168.0.16:35558。从图表可以明显看出，从服务端发往客户端的 PSH+ACK 包出现了显著延迟。这表明延迟很可能是由服务端引起的，比如服务端处理时间过长等问题。

通过这种方式分析网络抓包结果，我们可以快速定位延迟的来源，为进一步的性能优化提供明确方向。

结论

OpenResty XRay 为 Tomcat Java 应用提供了强大的请求延迟分析能力。通过灵活的过滤条件、详细的请求信息捕获和 PCAP 包分析，它使得开发者和运维人员能够快速定位和解决性能瓶颈。无论您是在开发环境还是生产环境中，OpenResty XRay 都是一个值得信赖的性能分析工具。

自动化采样和专家分析

OpenResty XRay 不仅提供了强大的分析功能，还具备自动化的采样和报告生成能力。为您的性能优化工作带来更多便利：

自动线上按需采样：XRay 能够根据预设条件自动触发采样，无需人工干预。这意味着您可以在特定负载或性能指标达到某个阈值时自动开始采集数据，确保捕捉到最关键的性能问题。
自动生成分析报告：基于采集到的数据，XRay 能够自动生成详细的分析报告。这些报告包含了性能热点、资源使用情况、潜在的优化建议等关键信息，让您能够快速了解应用的性能状况。
专家团队支持：除了自动化功能，我们的专家团队随时准备为您提供更深入的支持：
- 根据您的具体需求，我们可以为您定制新的分析器，以满足特定的性能监控需求。
- 我们的专家会协助您解读自动生成的报告，提供专业的见解和优化建议。
- 如遇到复杂的性能问题，我们的团队可以提供更深入的分析和解决方案。

通过结合自动化工具和专家支持，OpenResty XRay 为您提供了一个全面的性能优化解决方案，帮助您的 Java 应用始终保持最佳性能状态。

如果您想了解更多关于 OpenResty XRay 产品以及它如何帮助您优化 Java 应用性能的信息，请访问我们的网站或联系我们以获取更多详情。

立即申请 OpenResty XRay 试用

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。