本日は、OpenResty XRay を使用して PHP アプリケーションを分析する例を段階的にご紹介いたします。既に実行中の PHP プロセスにおいて、CPU 使用率が最も高いコードパスを迅速に特定します。これらのコードパスは最も多くの CPU 時間を消費し、アプリケーションのパフォーマンスに影響を与えます。OpenResty XRay は真の非侵襲的な動的分析ツールであり、対象アプリケーションに特別なモジュールやプラグインをインストールする必要はなく、対象アプリケーションを再コンパイルする必要もなく、さらには既に実行中のプロセスを再起動する必要もありません。

問題：高 CPU 使用率

まず、top コマンドを実行して対象プロセスの CPU 使用状況を確認します。

この php プロセスが CPU リソースの 100% を消費していることがわかります。

ps コマンドを実行してこのプロセスの詳細を確認します。この php バイナリ実行ファイルは Linux ディストリビューションに付属のものです。

CPU 使用率が最も高い PHP コードパスを特定

OpenResty XRay を使用して、この未修正のプロセスを検査することができます。システムはリアルタイムで分析を行い、原因を特定します。

ブラウザで OpenResty XRay の Web コンソールを開きます。

現在分析中のマシンが正しいことを確認してください。

正しくない場合は、リストから再選択することができます。

「Guided Analysis」ページに移動します。

ここでは、システムが分析可能な様々な種類の問題を確認できます。

「High CPU usage」を選択します。

「Next」をクリックします。

先ほどの PHP アプリケーションを選択します。

100% 以上の CPU を消費しているプロセスを選択します。これは先ほど top で確認したものです。

アプリケーションのタイプが正しいことを確認します。通常、デフォルト値が正しいです。

OpenResty XRay は、様々な言語レベルで分析を行うことができます。ここでは PHP と C/C++ の両方を選択したままにします。

最長分析時間を設定することもできます。ここではデフォルトの 300 秒のままにします。

分析を開始します。

システムは複回数の分析を継続的に実行します。現在、初回の分析を実行中です。

初回の分析が完了し、現在 2 回目のラウンドに入っております。この例では、1 回の分析で十分です。

分析を停止します。

自動生成された分析レポートが表示されます。

これは分析対象の問題タイプである CPU です。

これが CPU 時間を最も多く占有している PHP コードパスです。

最もホットな関数呼び出しは preg_match です。これは正規表現マッチングの PHP レベルのラッパーです。

processOrders 関数はビジネスロジックコードです。

callAction は Laravel フレームワーク内のメソッドで、コントローラー内の指定されたアクションを呼び出すために使用されます。

processOrders 関数の緑色の枠にマウスを合わせます。ツールチップにこの PHP ソースファイルのパスが表示されます。

このソースコードの行番号は 437 です。

そのソースファイルのパスをコピーします。

Vim エディタを使用してそのソースファイルを開きます。そして、ファイル内の PHP コードを確認します。お好みのエディタを使用していただいて構いません。

OpenResty XRayの提案に従って、437 行目にジャンプします。

preg_match の呼び出しがレポートと一致していることがわかります。正規表現マッチングがループ内で複数回行われているため、正規表現をプリコンパイルすることでパフォーマンスを最適化できる可能性があります。

このソースコードは processOrders 関数内にあります。

「More」をクリックします。

このホットコードパスは、PHP 言語レベルの CPU フレームグラフから自動的に導き出されたものです。

以下は問題に関するより詳細な説明と提案です。先ほど確認した preg_match 関数について言及しています。

CPU 時間を最も多く占有している C コードパスを見てみましょう。

pcre2_match_8 関数は PCRE2 ライブラリの一部です。

php_pcre_match_impl 関数は内部で PCRE2 を呼び出して正規表現マッチング機能を実装しています。

php_do_pcre_match は preg_match 関数を実装するために使用されます。正規表現を使用して文字列に対してマッチングを行います。

zend_execute_scripts 関数は PHP スクリプトを実行するために使用されます。明らかに、これは先ほど確認した PHP のホットコードパスと類似しています。

完全自動化された分析とレポート

OpenResty XRay は、オンラインプロセスを自動的に監視し、分析レポートを表示することもできます。「Insights」ページに切り替えます。

「Insights」ページでは、日次および週次のレポートを確認することができます。

したがって、「Guided Analysis」機能を必ずしも使用する必要はありません。もちろん、「Guided Analysis」はアプリケーションの開発やデモンストレーションに非常に有用です。

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。

翻訳

英語版の原文と日本語訳版（本文）をご用意しております。読者の皆様による他の言語への翻訳版も歓迎いたします。全文翻訳で省略がなければ、採用を検討させていただきます。心より感謝申し上げます！