在本教程中，您將學習如何利用 OpenResty XRay 對線上 Python 應用的硬碟 I/O 高的問題進行定量分析。透過 OpenResty XRay 生成的 Python 級別硬碟讀寫次數、延時以及吞吐量火焰圖，您能夠識別出導致硬碟讀寫延遲最長和資料量最大的 Python 程式碼路徑。此外，它還能幫助您精確到具體的 Python 程式碼行，從而快速定位問題所在，並指導最佳化。

問題：硬碟 I/O 高

在 OpenResty XRay 的 Dashboard 上，我們發現了一個名為 order-service 的 Python 應用。經過取樣和分析，XRay 發現它的硬碟 I/O 存在問題。

首先，執行 ps 命令來檢視該應用。

我們可以看到完整的命令列。

使用 OpenResty XRay 來檢查這個未經修改的應用。我們可以對它進行實時分析，並找出原因。

定位有問題的 Python 程式碼路徑

切換到 OpenResty XRay 的 Web 控制檯。確保當前分析的機器是正確的。

如果不對，可以在列表中重新選擇。

進入 “Guided Analysis” 頁面。

這裡可以看到系統能分析的不同型別的問題。

選擇 “High disk IO“。

點選 “Next”。

選擇名為 order-service 的 Python 應用。

選擇我們之前在 ps 命令中看到的程序。

確保應用的型別是正確的。通常預設值就是對的。

OpenResty XRay 可以在多種不同語言的級別上進行分析。這裡保持 Python 和 C/C++ 都選中。

我們還可以設定最長的分析時間。這裡保持預設的 300 秒不變。

開始分析。

系統將持續執行多輪分析。目前它正在執行第一輪分析。

第一輪分析已經完成，現在進入第二輪。對這個例子來說，執行一輪分析就夠了。

停止分析。

可以看到自動生成了一份分析報告。

這是我們要分析的問題型別，“Disk I/O”。

這是對硬碟讀取次數的分析。

硬碟讀取最頻繁的是這條程式碼路徑。

__read 是一個用於從檔案中讀取資料的函式。

download_file 是一個用於下載檔案的業務級函式。

點選檢視更多細節。

這條熱程式碼路徑是從這個 Python 級別的硬碟讀取次數火焰圖自動推匯出來的。

下面是對問題更詳細的解釋和建議。它解釋了我們剛剛看到的 __read 函式。

讓我們回到原始的程式碼路徑。將滑鼠停在這個函式的綠框上。在提示框中可以看到這個函式的原始檔名和完整路徑。

這行原始碼的行號是 10。

點選圖示，複製這個函式的 Python 原始檔路徑。

用 vim 編輯器開啟原始檔。檢視該檔案內的 Python 原始碼。您可以使用任何您喜歡的編輯器。

正如 OpenResty XRay 建議的那樣檢查第 10 行。

這行程式碼正在從檔案中讀取資料。

這是對硬碟讀取吞吐量的分析。

這條程式碼路徑，也用於處理檔案下載。

這條路徑的資料讀取速率接近 269 兆位元組每秒。

這是對硬碟讀取延時的分析。

可以看到這條程式碼路徑和我們剛才分析的程式碼路徑是同一條，也是處理檔案下載的。

它是硬碟讀取延時的全部來源。

這是對讀取最多的檔案的分析。

讀取資料量最大的檔案是 pic-ocean-wave.jpg。

其資料的讀取速率達到了 193 兆位元組每秒。

這些是累積讀取延時最長的檔案。

延時最長的檔案是 pic-ocean-wave.jpg。

延時佔比為 75%。

這是對硬碟寫入操作次數的分析。

硬碟的寫入操作全部來源於這條程式碼路徑。

write 是將資料寫入檔案的函式。

flush 是 Python 日誌模組中的一個函式，用於確保所有日誌資訊都已完全寫入。

emit 是日誌模組中的一個函式，用於處理日誌記錄。

全自動分析報告

OpenResty XRay 也可以自動監控線上程序，並生成分析報告。切換到 “Insights” 頁面。

您可以在 “Insights” 頁面中找到以日和周為週期的自動報告。所以您不是非得用 “Guided Analysis” 功能。

當然，“Guided Analysis” 對於應用的開發和演示是很有用的。

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程式，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。

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