技術實戰：OpenResty XRay 助力企業 DNS 服務效能最佳化 60% 案例解析

章亦春釋出於 Jul 2, 2025 更新於 Jul 2, 2025

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在這個萬物互聯的時代，DNS 服務的穩定性直接關係到業務的生死存亡。然而，當系統出現 CPU 使用率不均、響應延遲飆升等複雜效能問題時，傳統的監控手段往往只能看到表象，無法深入程式碼層面找到真正的“元兇”。

今天，我們將透過一個真實的客戶案例，當 DNS 服務遭遇效能瓶頸，傳統監控束手無策時，我們是如何使用 OpenResty XRay 在幾分鐘內精準定位問題根源，並實現 60% 以上效能提升的。

使用 OpenResty XRay 快速透視和解決您的軟體問題

當“生命線”DNS 服務遭遇效能危機

客戶執行的 DNS 服務系統面臨嚴重的 CPU 使用率不均衡問題，部分 Nginx worker 程序 CPU 佔用率過高，而其他程序相對空閒。同時，系統整體響應延遲增加，特別是在高負載情況下表現更為明顯。這種不均衡不僅影響了服務的穩定性，還導致資源利用效率低下，增加了運營成本。

傳統的效能分析方法難以精確定位根本原因，因為問題涉及多個層面的複雜互動。在這種情況下，客戶請求 OpenResty XRay 團隊支援，我們立即使用 OpenResty XRay 對系統進行了全方位的效能剖析。

OpenResty XRay 如何一步步調查罪魁禍首

透過 OpenResty XRay 分析器，我們對目標系統進行了深入分析，發現了以下關鍵問題：

1. CPU 使用率分佈不均

首先，我們檢查了 Nginx 的配置狀態：

use_accept_mutex: 0
listening on: 0.0.0.0:8090, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:3581, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:8081, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:8088, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:11080, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:8080, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:9000, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:9090, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:1935, reuseport: 0
listening on: 0.0.0.0:80, reuseport: 0

發現所有監聽埠都未啟用 reuseport 選項，導致請求分配不均。

2. 60% CPU 被“偷走”的真相

透過 C 火焰圖分析，我們發現約 60% 的 CPU 時間消耗在 cjson 模組上。

從 Lua 火焰圖看，約 60% 時間消耗在 cjson_decode 操作，約 30% 時間消耗在 shcache.lua:load，僅約 5% 時間消耗在核心業務邏輯 dns_server.lua 中。

這表明 JSON 解析成為了絕對的效能瓶頸。

3. Cosocket 效能問題

另一個顯著的 CPU 消耗點是 cosocket 接收操作，佔用了約 16% 的 CPU 時間：

ngx_stream_lua_socket_tcp_receive
  -> ngx_stream_lua_socket_tcp_receive_retval_handler
  -> ngx_stream_lua_socket_push_input_data
  -> luaL_addlstring [/etc/nginx/luajit/lib/libluajit-5.1.so.2.1.0]

分析顯示客戶使用的是較老版本的 LuaJIT，而最新版已對此進行了最佳化。

精準“治療”：三步重獲新生

基於 OpenResty XRay 的深度分析結果，我們的技術團隊為客戶制定了針對性的最佳化方案：

1. 負載均衡最佳化

透過配置調優解決了 worker 程序間負載不均的問題，顯著改善了系統資源利用效率，整體效能提升 20-30%。

2. 核心效能瓶頸解決

針對識別出的 JSON 處理效能瓶頸，我們提供了多層次的最佳化策略：

資料處理流程重構，減少不必要的計算開銷
智慧快取機制設計，大幅降低重複操作成本
配置管理最佳化，提升系統響應效率

透過這些最佳化，核心瓶頸的 CPU 消耗降低了 60% 以上，系統吞吐量獲得顯著提升。

3. 執行時環境最佳化

基於版本相容性分析，我們為客戶規劃了技術棧升級路徑，進一步最佳化底層元件效能，額外獲得 5-10% 的效能提升。

這個案例展示了 OpenResty XRay 在複雜效能問題診斷中的強大能力，能夠精確定位到程式碼級別的效能瓶頸，為最佳化提供明確方向。

總結：僅用幾分鐘，我們做到了甚麼

火速精準定位全部效能瓶頸
深入到程式碼級別，發現傳統監控根本看不到的問題
核心 CPU 佔用降低超過 60%，系統整體效能提升 20%~30%
找出 JSON 解析高達 60% 的 CPU 消耗，直擊效能瓶頸
發現 worker 配置嚴重失衡，負載分配極不合理
排查出老舊元件拖累整體效能，及時升級調整
運維效率大幅提升，為客戶節省了可觀的人力和成本投入
全程使用火焰圖視覺化，效能問題一目瞭然，最佳化方向清晰可量化

在今天這個系統架構複雜、業務高併發的時代，效能問題往往不是表面現象，靠傳統監控很難找出真正的根源。OpenResty XRay 作為業界領先的動態追蹤平臺，能幫技術團隊快速深入到問題核心，制定精準、可落地的最佳化方案。

如果您也想讓系統跑得更穩、更快、更節省。或者希望提前進行一次深度效能最佳化體驗，歡迎申請產品試用。讓 OpenResty XRay 成為你團隊手裡最值得信賴的利器。

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關於 OpenResty XRay

OpenResty XRay 是一款動態追蹤產品，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。

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。