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从黑盒到白盒：OpenResty XRay 让系统问题无所遁形

章亦春发布于 May 7, 2025 更新于 May 7, 2025

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在当今复杂的软件系统环境中，线上问题往往如同黑盒一般难以捉摸。OpenResty XRay 作为新时代的动态追踪产品，能将线上软件系统从黑盒转变为白盒，使潜在问题在爆发前被及时发现，为企业提供对系统的持续洞察力和掌控力。

传统的线下模拟测试方法，无论投入多少资源，其覆盖范围都极为有限，与真实线上环境始终存在差距。而传统的白盒分析方法需要不断添加监控指标和调试日志，既繁琐又低效。我们需要一种更加智能、高效的解决方案。

OpenResty XRay：黑盒变白盒的动态追踪利器

OpenResty XRay 从本质上解决了系统透明性问题。通过它，开发团队能够深入了解系统内部运行机制，及时发现并解决潜在问题。它不仅适用于线上环境，许多客户也在线下环境中使用它进行白盒分析。无论在何种环境下，白盒分析都比黑盒分析更加高效和便捷。

OpenResty XRay 的最终目标不仅是解决线上问题，更是帮助客户快速理解复杂系统，并能低成本快速改进这些系统。我们称之为“点石成金”——将复杂难解的系统问题转化为清晰可控的解决方案，这正是最有价值和最具挑战性的工作。

全方位多角度的分析能力

OpenResty XRay 提供了全方位多角度的动态追踪分析能力，涵盖系统运行的各个方面：

线程阻塞和锁问题分析：精确定位线程竞争和死锁情况
CPU 相关问题诊断：解决高 CPU 占用或 CPU 资源无法充分利用的问题
内存问题排查：分析内存占用过大或内存泄漏的根源
磁盘 IO 分析：识别磁盘读写瓶颈
网络与请求分析：针对应用层面的请求长延时、长尾请求及异常连接进行智能抓包和自动分析
异常捕捉与分析：全面捕获并分析各类异常（包括应用自身捕获的异常）
崩溃分析：深入解析 Core dump 文件及进程崩溃原因
内存损坏诊断：检测内存堆损坏、栈损坏及一般性的缓冲区溢出问题

由于 OpenResty XRay 能够将整个软件栈变为白盒，其分析能力的边界仅受限于我们和客户的想象力。正如我们所承诺的：“您许愿，我们实现！”

实际案例分享

案例一：B站网关系统的无限循环问题

B站基于 OpenResty 开发的内部网关系统曾遇到所有服务器 CPU 100% 但无法处理请求的严重问题。通过 OpenResty XRay 的 C 语言和 Lua 语言级别 CPU 火焰图，迅速定位到根本原因：配置元数据中的字符串类型权重值 “0” 与 lua-resty-balancer 库期望的数值类型不匹配，导致无限循环。问题一经发现，立即得到解决，系统恢复正常。

想了解更多信息，可以在 OpenResty XRay 分析和解决 B 站重大线上事故这篇文章中看到具体的分析过程。

案例二：Kong 服务器的性能优化

某客户的 Kong 服务器即使在低流量情况下也消耗异常高的 CPU 资源。借助 OpenResty XRay 的自动采样功能，发现 string.lower 标准函数在抛出 Lua 异常，进而确定客户自定义 auth 插件中存在 bug。修复后，Kong 服务器性能显著提升。

关于这个案例更多细节，可以参考我们是如何解决了一个自定义 Kong 插件中的 Lua 异常所引起的 CPU 瓶颈的。

案例三：硬件级 Bug 的发现

在另一个案例中，OpenResty XRay 帮助发现了客户线上使用的 Xeon CPU 存在硬件 bug。起初客户尝试通过内核补丁解决，但 OpenResty XRay 再次发现了补丁中的问题，最终确认是 CPU 硬件层面的缺陷。这充分展示了 XRay 不仅能分析软件问题，甚至能够发现硬件级别的隐患。

产品愿景

OpenResty XRay 的愿景是让所有技术栈、所有编程语言的应用都从黑盒变为白盒，让线上再无诡异问题。我们致力于打造最优秀的 bug 猎人，帮助客户深入系统内部，发现并解决那些隐藏最深的问题。

无论系统多么复杂，无论问题多么隐蔽，OpenResty XRay 都能帮助您将黑盒变为白盒，让系统问题无所遁形。我们期待与更多客户合作，共同实现系统的稳定、高效运行，让技术团队从繁琐的问题排查中解放出来，专注于创新与业务价值的创造。

在 OpenResty XRay 的助力下，我们相信每一个复杂系统都能变得透明可控，每一个技术团队都能更加从容地应对挑战。这正是我们不断前进的动力和使命所在。

OpenResty Inc. 还提供强大的私有库服务，覆盖各行各业的技术需求。这些私有库在性能优化、安全防护和数据处理方面具有显著优势，能够帮助企业快速构建高效、安全、可靠的应用系统。无论是金融、电商、旅游还是传媒行业，OpenResty 的私有库服务都能提供针对性的解决方案。

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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，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。