OpenResty XRay は強力な動的トレースツールで、開発者や運用担当者が様々なアプリケーションのパフォーマンス問題を深く分析するのに役立ちます。非侵襲的な分析、極めて低いパフォーマンスオーバーヘッド、そして本番環境での使用に適しているという特徴があります。これらの特性により、OpenResty XRay は理想的なオンラインリアルタイム分析ツールとなり、アプリケーションの正常な動作に影響を与えることなく、継続的にパフォーマンス問題を監視し診断することができます。以前のブログ記事 「OpenResty XRay を使用した Java アプリケーションの分析」 では、OpenResty XRay を使用して Java アプリケーションの CPU、off-CPU、およびディスクパフォーマンスの問題を分析する方法について詳しく説明しました。本記事では、OpenResty XRay を使用して Tomcat Java アプリケーションのリクエスト遅延を分析する方法に焦点を当てます。

OpenResty XRay を使用してソフトウェアの問題を迅速に可視化し解決する

OpenResty XRay の Tomcat サポート

OpenResty XRay は現在、Tomcat を使用する Java アプリケーションのリクエストをキャプチャおよび分析することができます。この機能により、問題のある特定のリクエストを正確に特定し捕捉することが可能になり、Tomcat を直接使用するアプリケーションだけでなく、Spring Boot のような Tomcat を内蔵したフレームワークにも適用できます。これらのリクエストの詳細情報と対応する PCAP パケットをキャプチャすることで、OpenResty XRay は Java Web アプリケーションのパフォーマンスを深く分析するための豊富なデータサポートを提供し、複雑なパフォーマンス問題を解決するための理想的なツールとなります。

この機能を実現するために、OpenResty XRay はインテリジェントパケットキャプチャ技術を採用し、パフォーマンス分析をより効率的かつ正確にしています。

インテリジェントパケットキャプチャ

OpenResty XRay は、インテリジェントパケットキャプチャ機能を提供しており、これはパフォーマンス分析の効率と精度を大幅に向上させる強力かつユニークな特徴です。以下はインテリジェントパケットキャプチャの主な利点と特徴です：

  1. 選択的キャプチャ：OpenResty XRay は、関心のある TCP 接続上でのみネットワークパケットをキャプチャおよび分析することができます。関連するネットワークトラフィックのみをキャプチャすることで、OpenResty XRay は分析プロセス中のノイズを効果的に減らし、問題の特定をより正確かつ迅速にします。OpenResty XRay は、分析が必要なリクエストを正確に特定できるよう、複数の柔軟なフィルタリング条件を提供しています。主なフィルタリング条件には以下が含まれますが、これらに限定されません：

    • ホスト名（Host）
    • リクエストポート
    • URL パス
    • リクエスト応答時間のしきい値（ミリ秒）
    • レスポンスステータスコード …

  2. リソース効率：選択的キャプチャにより、ストレージと処理のオーバーヘッドが大幅に削減され、高トラフィックの本番環境でも長時間の継続的モニタリングが可能になります。

  3. 詳細なリクエスト情報：各リクエストの詳細情報を取得することができ、以下のような情報が含まれます：

    • ホスト名（Host）
    • URL パス
    • URI パラメータ
    • リクエストメソッド（GET、POST など）
    • リクエストプロトコル（HTTP/1.1、HTTP/2 など）
    • リクエストタイムスタンプ
    • リクエスト処理時間

    これらの詳細情報により、各リクエストの特性とパフォーマンスを包括的に理解することができます。

  4. PCAP パケットキャプチャ機能：基本的なリクエスト情報に加えて、OpenResty XRay はキャプチャされた各リクエストに対応する PCAP（Packet Capture）ファイルを生成することができます。この機能により、より深いネットワークレベルの分析が可能になり、複雑なパフォーマンス問題やネットワーク異常のトラブルシューティングに役立ちます。

これらの特徴により、OpenResty XRay のインテリジェントパケットキャプチャ機能はパフォーマンス分析に強力なサポートを提供し、問題の特定と解決をより効率的かつ正確にします。

実際の適用例

Tomcat アプリケーションリクエスト遅延分析能力をより良く示すために、具体的な例を見てみましょう。OpenResty XRay を使用してリクエスト遅延の問題を分析する方法を見ていきます。

  1. まず、OpenResty XRay アナライザーを起動し、PCAP パケットキャプチャオプションを有効にします。リクエストをフィルタリングするために、いくつかのフィルタリング条件を設定することもできます。ここでは、リクエスト時間が 250ms を超えるものをフィルタリング条件として設定しています。

スクリーンショット 1

  1. アナライザーを実行すると、すぐに問題のあるリクエストがキャプチャされます。OpenResty XRay のインターフェースで、これらのリクエストの詳細情報を明確に確認することができます。

スクリーンショット 2

  1. キャプチャされた各リクエストについて、以下の重要な情報を確認できます：
    • リクエストの URL パス
    • 使用された HTTP プロトコルバージョン
    • リクエストパラメータ
    • 正確なリクエスト処理時間

スクリーンショット 3

  1. OpenResty XRay は、各リクエストに対応する PCAP パケットを取得する機能も提供しています。リクエスト情報を右クリックするだけで、そのリクエストの PCAP ファイルをダウンロードできます。

スクリーンショット 4

  1. パケットキャプチャ結果の分析

サーバー遅延の例

この図では、横軸はパケットのシーケンス番号（1 から始まる）を表し、縦軸は隣接するパケット間の時間間隔（単位：秒）を表しています。各データポイントには、対応する TCP フラグ（SYN、ACK、PSH+ACK、FIN+ACK など）が付けられており、パケットタイプを識別するのに役立ちます。

この例では、サーバーの IP は 192.168.0.11:8080、クライアントの IP は 192.168.0.16:35558 です。グラフから、サーバーからクライアントに送信される PSH+ACK パケットに顕著な遅延が見られることが明らかです。これは、遅延がサーバー側で発生している可能性が高いことを示しており、例えばサーバーの処理時間が長すぎるなどの問題が考えられます。

このようにネットワークパケットキャプチャの結果を分析することで、遅延の発生源を迅速に特定し、さらなるパフォーマンス最適化の明確な方向性を提供することができます。

結論

OpenResty XRay は、Tomcat Java アプリケーションのリクエスト遅延分析に強力な能力を提供します。柔軟なフィルタリング条件、詳細なリクエスト情報のキャプチャ、および PCAP パケット分析を通じて、開発者や運用担当者がパフォーマンスのボトルネックを迅速に特定し解決することを可能にします。開発環境でも本番環境でも、OpenResty XRay は信頼できるパフォーマンス分析ツールです。

自動サンプリングと専門家による分析

OpenResty XRay は強力な分析機能を提供するだけでなく、自動化されたサンプリングとレポート生成機能も備えています。これにより、パフォーマンス最適化作業にさらなる利便性をもたらします：

  1. 自動オンラインオンデマンドサンプリング：XRay は、事前に設定された条件に基づいて自動的にサンプリングをトリガーすることができ、人間の介入を必要としません。これは、特定の負荷やパフォーマンス指標が特定のしきい値に達したときに自動的にデータ収集を開始できることを意味し、最も重要なパフォーマンス問題を確実にキャプチャします。

  2. 自動分析レポート生成：収集されたデータに基づいて、XRay は詳細な分析レポートを自動的に生成することができます。これらのレポートには、パフォーマンスホットスポット、リソース使用状況、潜在的な最適化提案などの重要な情報が含まれており、アプリケーションのパフォーマンス状態を迅速に理解することができます。

  3. 専門家チームのサポート：自動化機能に加えて、私たちの専門家チームがより深いサポートを提供する準備ができています：

    • お客様の具体的なニーズに応じて、特定のパフォーマンスモニタリング要件を満たす、新しいアナライザーをカスタマイズすることができます。
    • 専門家が自動生成されたレポートの解釈を支援し、専門的な洞察と最適化の提案を提供します。
    • 複雑なパフォーマンス問題に遭遇した場合、私たちのチームがより深い分析と解決策を提供します。

自動化ツールと専門家のサポートを組み合わせることで、OpenResty XRay は Java アプリケーションを常に最適なパフォーマンス状態に保つための包括的なパフォーマンス最適化ソリューションを提供します。

OpenResty XRay 製品とそれが Java アプリケーションのパフォーマンス最適化にどのように役立つかについてより詳しく知りたい場合は、私たちのウェブサイト を訪れるか、お問い合わせ ください。より詳細な情報をお伝えします。

OpenResty XRay を使用してソフトウェアの問題を迅速に可視化し解決する

OpenResty XRay について

OpenResty XRay は動的トレーシング製品であり、実行中のアプリケーションを自動的に分析して、パフォーマンスの問題、動作の問題、セキュリティの脆弱性を解決し、実行可能な提案を提供いたします。基盤となる実装において、OpenResty XRay は弊社の Y 言語によって駆動され、Stap+、eBPF+、GDB、ODB など、様々な環境下で複数の異なるランタイムをサポートしております。

著者について

章亦春（Zhang Yichun）は、オープンソースの OpenResty® プロジェクトの創始者であり、OpenResty Inc. の CEO および創業者です。

章亦春（GitHub ID: agentzh）は中国江蘇省生まれで、現在は米国ベイエリアに在住しております。彼は中国における初期のオープンソース技術と文化の提唱者およびリーダーの一人であり、Cloudflare、Yahoo!、Alibaba など、国際的に有名なハイテク企業に勤務した経験があります。「エッジコンピューティング」、「動的トレーシング」、「機械プログラミング」 の先駆者であり、22 年以上のプログラミング経験と 16 年以上のオープンソース経験を持っております。世界中で 4000 万以上のドメイン名を持つユーザーを抱えるオープンソースプロジェクトのリーダーとして、彼は OpenResty® オープンソースプロジェクトをベースに、米国シリコンバレーの中心部にハイテク企業 OpenResty Inc. を設立いたしました。同社の主力製品である OpenResty XRay動的トレーシング技術を利用した非侵襲的な障害分析および排除ツール）と OpenResty XRay（マイクロサービスおよび分散トラフィックに最適化された多機能ゲートウェイソフトウェア）は、世界中の多くの上場企業および大企業から高い評価を得ております。OpenResty 以外にも、章亦春は Linux カーネル、Nginx、LuaJIT、GDB、SystemTap、LLVM、Perl など、複数のオープンソースプロジェクトに累計 100 万行以上のコードを寄与し、60 以上のオープンソースソフトウェアライブラリを執筆しております。

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