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從黑盒到白盒：OpenResty XRay 讓系統問題無所遁形

章亦春釋出於 May 7, 2025 更新於 May 7, 2025

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在當今複雜的軟體系統環境中，線上問題往往如同黑盒一般難以捉摸。OpenResty XRay 作為新時代的動態追蹤產品，能將線上軟體系統從黑盒轉變為白盒，使潛在問題在爆發前被及時發現，為企業提供對系統的持續洞察力和掌控力。

傳統的線下模擬測試方法，無論投入多少資源，其覆蓋範圍都極為有限，與真實線上環境始終存在差距。而傳統的白盒分析方法需要不斷新增監控指標和除錯日誌，既繁瑣又低效。我們需要一種更加智慧、高效的解決方案。

OpenResty XRay：黑盒變白盒的動態追蹤利器

OpenResty XRay 從本質上解決了系統透明性問題。透過它，開發團隊能夠深入瞭解系統內部執行機制，及時發現並解決潛在問題。它不僅適用於線上環境，許多客戶也線上下環境中使用它進行白盒分析。無論在何種環境下，白盒分析都比黑盒分析更加高效和便捷。

OpenResty XRay 的最終目標不僅是解決線上問題，更是幫助客戶快速理解複雜系統，並能低成本快速改進這些系統。我們稱之為“點石成金”——將複雜難解的系統問題轉化為清晰可控的解決方案，這正是最有價值和最具挑戰性的工作。

全方位多角度的分析能力

OpenResty XRay 提供了全方位多角度的動態追蹤分析能力，涵蓋系統執行的各個方面：

執行緒阻塞和鎖問題分析：精確定位執行緒競爭和死鎖情況
CPU 相關問題診斷：解決高 CPU 佔用或 CPU 資源無法充分利用的問題
記憶體問題排查：分析記憶體佔用過大或記憶體洩漏的根源
磁碟 IO 分析：識別磁碟讀寫瓶頸
網路與請求分析：針對應用層面的請求長延時、長尾請求及異常連線進行智慧抓包和自動分析
異常捕捉與分析：全面捕獲並分析各類異常（包括應用自身捕獲的異常）
崩潰分析：深入解析 Core dump 檔案及程序崩潰原因
記憶體損壞診斷：檢測記憶體堆損壞、棧損壞及一般性的緩衝區溢位問題

由於 OpenResty XRay 能夠將整個軟體棧變為白盒，其分析能力的邊界僅受限於我們和客戶的想象力。正如我們所承諾的：“您許願，我們實現！”

實際案例分享

案例一：B站閘道器係統的無限迴圈問題

B站基於 OpenResty 開發的內部閘道器係統曾遇到所有伺服器 CPU 100% 但無法處理請求的嚴重問題。透過 OpenResty XRay 的 C 語言和 Lua 語言級別 CPU 火焰圖，迅速定位到根本原因：配置後設資料中的字串型別權重值 “0” 與 lua-resty-balancer 庫期望的數值型別不匹配，導致無限迴圈。問題一經發現，立即得到解決，系統恢復正常。

想了解更多資訊，可以在 OpenResty XRay 分析和解決 B 站重大線上事故這篇文章中看到具體的分析過程。

案例二：Kong 伺服器的效能最佳化

某客戶的 Kong 伺服器即使在低流量情況下也消耗異常高的 CPU 資源。藉助 OpenResty XRay 的自動取樣功能，發現 string.lower 標準函式在丟擲 Lua 異常，進而確定客戶自定義 auth 外掛中存在 bug。修復後，Kong 伺服器效能顯著提升。

關於這個案例更多細節，可以參考我們是如何解決了一個自定義 Kong 外掛中的 Lua 異常所引起的 CPU 瓶頸的。

案例三：硬體級 Bug 的發現

在另一個案例中，OpenResty XRay 幫助發現了客戶線上使用的 Xeon CPU 存在硬體 bug。起初客戶嘗試透過核心補丁解決，但 OpenResty XRay 再次發現了補丁中的問題，最終確認是 CPU 硬體層面的缺陷。這充分展示了 XRay 不僅能分析軟體問題，甚至能夠發現硬體級別的隱患。

產品願景

OpenResty XRay 的願景是讓所有技術棧、所有程式語言的應用都從黑盒變為白盒，讓線上再無詭異問題。我們致力於打造最優秀的 bug 獵人，幫助客戶深入系統內部，發現並解決那些隱藏最深的問題。

無論系統多麼複雜，無論問題多麼隱蔽，OpenResty XRay 都能幫助您將黑盒變為白盒，讓系統問題無所遁形。我們期待與更多客戶合作，共同實現系統的穩定、高效執行，讓技術團隊從繁瑣的問題排查中解放出來，專注於創新與業務價值的創造。

在 OpenResty XRay 的助力下，我們相信每一個複雜系統都能變得透明可控，每一個技術團隊都能更加從容地應對挑戰。這正是我們不斷前進的動力和使命所在。

OpenResty Inc. 還提供強大的私有庫服務，覆蓋各行各業的技術需求。這些私有庫在效能最佳化、安全防護和資料處理方面具有顯著優勢，能夠幫助企業快速構建高效、安全、可靠的應用系統。無論是金融、電商、旅遊還是傳媒行業，OpenResty 的私有庫服務都能提供針對性的解決方案。

如果您喜歡這篇文章，請訂閱這個部落格網站和我們的 B 站頻道。謝謝！

關於 OpenResty XRay

OpenResty XRay 是一個動態追蹤產品，它可以自動分析執行中的應用，以解決效能問題、行為問題和安全漏洞，並提供可行的建議。在底層實現上，OpenResty XRay 由我們的 Y 語言驅動，可以在不同環境下支援多種不同的執行時，如 Stap+、eBPF+、GDB 和 ODB。

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關於作者

章亦春是開源 OpenResty^® 專案創始人兼 OpenResty Inc. 公司 CEO 和創始人。

章亦春（Github ID: agentzh），生於中國江蘇，現定居美國灣區。他是中國早期開源技術和文化的倡導者和領軍人物，曾供職於多家國際知名的高科技企業，如 Cloudflare、雅虎、阿里巴巴, 是 “邊緣計算“、”動態追蹤“和“機器程式設計“的先驅，擁有超過 22 年的程式設計及 16 年的開源經驗。作為擁有超過 4000 萬全球域名使用者的開源專案的領導者。他基於其 OpenResty^® 開源專案打造的高科技企業 OpenResty Inc. 位於美國矽谷中心。其主打的兩個產品 OpenResty XRay（利用動態追蹤技術的非侵入式的故障剖析和排除工具）和 OpenResty Edge（最適合微服務和分散式流量的全能型閘道器軟體），廣受全球眾多上市及大型企業青睞。在 OpenResty 以外，章亦春為多個開源專案貢獻了累計超過百萬行程式碼，其中包括，Linux 核心、Nginx、LuaJIT、GDB、SystemTap、LLVM、Perl 等，並編寫過 60 多個開源軟體庫。