在本教程中,您将学习如何利用 OpenResty XRay 对在线 Rust 应用的硬盘 I/O 高的问题进行定量分析。通过 OpenResty XRay 生成的 Rust 级别硬盘写入次数、延时以及吞吐量火焰图,您能够识别出导致硬盘读写延迟最长和数据量最大的 Rust 代码路径。此外,它还能帮助您精确到具体的 Rust 代码行,从而快速定位问题所在,并指导优化。

问题:硬盘 I/O 高

首先,运行 ps 命令来查看应用。

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我们可以看到一个名为 sled-service 的 Rust 应用。它基于 Sled,一个由 Rust 编写的嵌入式 KV 数据库。

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让我们使用 OpenResty XRay 来检查这个应用中硬盘的运行情况。

定位有问题的 Rust 代码路径

跳转到 OpenResty XRay 的 Web 控制台。确保当前分析的机器是正确的。

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进入 “Guided Analysis” 页面。

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这里可以看到系统能分析的不同类型的问题。

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选择 “High disk IO”。

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点击 “Next”。

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选择名为 sled-service 的 Rust 应用。

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选择这个 rust 进程。

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确保应用的类型是正确的。通常默认值就是对的。

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这里的语言级别就只有 “Rust” 了。

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我们还可以设置最长的分析时间。这里保持默认的 300 秒不变。

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开始分析。

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系统将持续执行多轮分析。目前它正在运行第一轮分析。

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第一轮分析已经完成,现在进入第二轮。对这个例子来说,运行一轮分析就够了。

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停止分析。

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可以看到自动生成了一份分析报告。

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这是我们要分析的问题类型,“Disk I/O”。

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这是对硬盘写入操作次数的分析。

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这条代码路径的磁盘写入操作最多。

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这两个 __libc_pwrite64 函数,是用于在文件的特定位置写入数据的 C 函数。

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在 Rust 标准库中,write_atwrite_at_all 都是在文件中特定位置写入数据的函数。

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pwrite_all 函数负责支持将整页数据并行写入文件。

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write_to_log 函数用于将数据写入日志文件,以便进行持久化存储或其他操作。

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点击查看更多详情。

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这条热代码路径是从这个 Rust 级别的硬盘写入次数火焰图自动推导出来的。

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下面是对问题更详细的解释和建议。

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它提到了函数 pwrite64

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让我们回到原始的代码路径。将鼠标停在这个函数的绿框上。在提示框中可以看到源文件名的完整路径。

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这行源码的行号是 730。

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点击这个图标,复制这个函数的源文件路径。

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用 vim 编辑器打开源文件。 查看文件里的 Rust 代码。您可以使用任何您喜欢的编辑器。

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正如 OpenResty XRay 建议的那样检查第 730 行。

pwrite_all 函数是 Sled 库中用于将数据写入日志文件的函数。它的作用是以原子方式将一个数据块写入到文件的特定偏移量处。

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这是对硬盘写入延时的分析。

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这条代码路径正在向数据库数据文件写入代码。

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它几乎是硬盘写入延时的全部来源。

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这是对硬盘写入吞吐量的分析。

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它与写入数据库数据文件的代码路径相同。

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这条路径的写入速率接近 12 兆字节每秒。

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这些是磁盘写入最频繁的文件。

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该文件的写入数据量最大。它是 Sled 应用的数据库文件。

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其读取速率达到了 6.4MB 每秒。

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这些是累积写入延时最长的文件。

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这个文件也是写入数据延迟最高的文件。

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延时占比约为 40%。

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全自动分析报告

OpenResty XRay 也可以自动监控在线进程,并生成分析报告。切换到 “Insights” 页面。

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您可以在 “Insights” 页面中找到以日和周为周期的自动报告。所以您不是非得用 “Guided Analysis” 功能。

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当然,“Guided Analysis” 对于应用的开发和演示是很有用的。

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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。

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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