什么是性能分析？
性能分析是衡量應(yīng)用程序在代碼級(jí)別的相對(duì)性能。性能分析將捕捉的事件包括：CPU的使用，內(nèi)存的使用，函數(shù)的調(diào)用時(shí)長(zhǎng)和次數(shù)，以及調(diào)用圖。性能分析的行為也會(huì)影響應(yīng)用性能。
什么時(shí)候應(yīng)該進(jìn)行性能分析？
在考慮是否進(jìn)行性能分析時(shí)，你首先要想：應(yīng)用是否存在性能問(wèn)題？如果有，你要進(jìn)一步考慮：這個(gè)問(wèn)題有多大？

如果你不這樣做，將會(huì)陷入一個(gè)陷阱——過(guò)早優(yōu)化，這可能會(huì)浪費(fèi)你的時(shí)間。

為了評(píng)斷應(yīng)用是否存在性能問(wèn)題，你應(yīng)該確定性能目標(biāo)。例如，100 個(gè)并發(fā)用戶的響應(yīng)時(shí)間小于 1s 。然后，你需要進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試，看是否達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤是，在開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試。事實(shí)上，你必須在生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試。（實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境或模擬的生產(chǎn)環(huán)境，后者很容易在 SaaS 實(shí)現(xiàn)。
用于基準(zhǔn)測(cè)試的產(chǎn)品很多，包括 ab，siege 和 JMeter。我個(gè)人比較喜歡 JMeter 的功能集，但 ab 和 siege 更加易用。

一旦你確定應(yīng)用存在性能問(wèn)題，就需要分析其性能，實(shí)施改進(jìn)，然后再一次進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試，查看問(wèn)題是否解決。每一次變更之后，你都該進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試查看效果。如果你做了很多變更，卻發(fā)現(xiàn)應(yīng)用性能有所下降，你就無(wú)法確定具體是哪一次變更導(dǎo)致了這個(gè)問(wèn)題。

下圖是我定義的性能生命周期:

性能下降的一般原因
導(dǎo)致性能下降的一般原因中，有些相當(dāng)出人意料。即便是像 PHP 這樣的高級(jí)語(yǔ)言，代碼的好壞也很少是問(wèn)題的根源。在當(dāng)今的硬件配置條件下，CPU 很少是性能限制的原因。常見(jiàn)的原因反而是:

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

• PostgreSQL
• MySQL
• Oracle
• MSSQL
• MongoDB
• Riak
• Cassandra
• Memcache
• CouchDB
• Redis

外部資源

• APIs
• 文件系統(tǒng)
• 網(wǎng)絡(luò)接口
• 外部流程
• 糟糕的代碼

選擇哪一種性能分析器?
在 PHP 世界里，有兩個(gè)截然不同的的性能分析器——主動(dòng)和被動(dòng)。

主動(dòng) VS 被動(dòng)性能分析
主動(dòng)分析器在開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用，由開(kāi)發(fā)人員啟用。主動(dòng)分析器收集的信息比被動(dòng)分析器多，對(duì)性能的影響更大。通常，主動(dòng)分析器不能用在生產(chǎn)環(huán)境中。XDebug 就是一種主動(dòng)分析器。

因?yàn)闊o(wú)法在生產(chǎn)環(huán)境中使用主動(dòng)分析器，F(xiàn)acebook 推出了一個(gè)被動(dòng)分析器——XHProf。XHProf 是為了在生產(chǎn)環(huán)境中使用而打造的。它對(duì)性能的影響最小，同時(shí)收集足夠的信息用于診斷性能問(wèn)題。XHProf 和 OneAPM 都是被動(dòng)分析器。

通常，XDebug 收集的額外信息對(duì)于一般的性能問(wèn)題分析并不必要。這意味著，被動(dòng)分析器是用于不間斷性能分析的更佳選擇，即使是在開(kāi)發(fā)環(huán)境中。

XHProf + XHGui
XHProf 由 Facebook 開(kāi)發(fā)的，包含一個(gè)基本的用戶界面用于查看性能數(shù)據(jù)。此外，Paul Reinheimer 開(kāi)發(fā)了 XHGui 和一個(gè)增強(qiáng)的用戶界面（UI）用于查看、比較和分析性能數(shù)據(jù)。

安裝
安裝 XHProf
XHProf 可通過(guò) PECL 安裝，步驟如下：

$ pecl install xhprof-beta

該 pecl 命令將嘗試自動(dòng)更新你的 php.ini 設(shè)置。pecl 嘗試更新的文件可以使用以下命令找到：

$ pecl config-get php_ini

它會(huì)在指定的文件(如果有的話)頂部增加新的配置行。你可能想把他們移到一個(gè)更合適的位置。

一旦你編譯了該擴(kuò)展程序，您必須啟用它。為此，您需要在 PHP INI 文件添加以下代碼：

[xhprof]
extension=xhprof.so 

之后，結(jié)合 XHGui 就能輕松地執(zhí)行性能分析與檢查。

安裝 XHGui
安裝 XHGui，必須直接從 git 獲取。該項(xiàng)目可以在 github 上找到，地址為：https://github.com/perftools/xhgui

XHGui 要求:

• PHP 5.3+
• ext/mongo
• composer
• MongoDB (若只需要收集數(shù)據(jù)，則可選可不選；若需要數(shù)據(jù)分析，則為必選)

首先，克隆項(xiàng)目到任意位置。在基于 Debian 的 Linux 系統(tǒng)(例如 Ubuntu 等等)，可能是 /var/www。在 Mac OS X 系統(tǒng)，可能是 /Library/WebServer/Documents。

$ cd /var/www
$ git clone https://github.com/perftools/xhgui.git
$ cd xhgui
$ php install.php

最后一個(gè)命令是運(yùn)行 composer 以安裝依賴并檢查 XHGui 緩存目錄的權(quán)限。如果失敗，你可以手動(dòng)運(yùn)行 composer install。

下一步，你可能需要?jiǎng)?chuàng)建配置文件。這一步很容易實(shí)現(xiàn)，可以使用在 /path/to/XHGui/config/config.default.php 下的默認(rèn)配置文件。

如果你在本地運(yùn)行 MongoDB，沒(méi)有身份驗(yàn)證，則可能不需要這樣做。因?yàn)樗鼘⒒赝藶槟J(rèn)值。而在多服務(wù)器環(huán)境中，你會(huì)需要一個(gè)所有服務(wù)器都能進(jìn)行存儲(chǔ)的遠(yuǎn)程 MongoDB 服務(wù)器，并進(jìn)行恰當(dāng)?shù)呐渲谩?/p>

為提高 MongoDB 的性能，你可以運(yùn)行以下指令以添加索引：

$ mongo
> use xhprof
db.results.ensureIndex( { 'meta.SERVER.REQUEST_TIME' : -1 } ) 
db.results.ensureIndex( { 'profile.main().wt' : -1 } ) 
db.results.ensureIndex( { 'profile.main().mu' : -1 } ) 
db.results.ensureIndex( { 'profile.main().cpu' : -1 } ) 
db.results.ensureIndex( { 'meta.url' : 1 } ) 

其他配置
如果你不想在生產(chǎn)環(huán)境中安裝 mongo ,或無(wú)法讓 Web 服務(wù)器訪問(wèn) mongo 服務(wù)器，您可以將性能分析數(shù)據(jù)保存在磁盤(pán)中，再導(dǎo)入到本地 MongoDB 供以后分析。

為此，請(qǐng)?jiān)?config.php 中進(jìn)行以下修改：

<?php 
'save.handler' = 'file', 
'save.handler.filename' => '/path/to/xhgui/xhprof-' .uniqid("", true). '.dat', 
?>

改變文件中的 save.handler，然后取消批注 save.handler.filename ，為其賦一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹怠?/p>

注意：默認(rèn)每天只保存一個(gè)分析文件。

一旦分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備就緒，你就可以使用 XHGui 附帶的腳本導(dǎo)入之：

$php /path/to/xhgui/external/import.php /path/to/file.dat

在此之后的步驟都相同。

運(yùn)行 XHGui
XHGui 是以 PHP 為基礎(chǔ)的 Web 應(yīng)用程序，你可以以 /path/to/xhgui/webroot 為根文件，設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬主機(jī)。

或者，你可以簡(jiǎn)單地使用 PHP 5.4+ cli-server 例如:

$ cd /path/to/xhgui
$ php -S 0:8080 -t webroot/

運(yùn)行性能分析器
運(yùn)行分析器時(shí)，你需要在待分析的所有頁(yè)面包含 external/header.php 腳本。為此，你可以在 PHP ini 文件設(shè)置 auto_prepend_file 。你既可以直接在公共 INI 文件進(jìn)行設(shè)置，也可以限制到單一的虛擬主機(jī)。

對(duì)于 Apache 服務(wù)器，添加以下代碼:

php_admin_value auto_prepend_file "/path/to/xhgui/external/header.php"

對(duì)于 Nginx 服務(wù)器，在服務(wù)器配置中添加以下代碼:

fastcgi_param PHP_VALUE "auto_prepend_file=/path/to/xhgui/external/header.php";

如果您使用 PHP 5.4+ cli-server(PHP -S)，則必須通過(guò)命令行標(biāo)記進(jìn)行設(shè)置:

$ php -S 0:8080 -dauto_prepend_file=/path/to/xhgui/external/header.php

默認(rèn)情況下,分析器運(yùn)行時(shí)只分析(大約) 1% 的請(qǐng)求。這是由以下 external/header.php 代碼控制的:

<?php 
if (rand(0, 100) !== 42) { 
  return;
}
?>

如果你想分析每一個(gè)請(qǐng)求（例如，在開(kāi)發(fā)階段），你可以將這段代碼注釋掉。如果你想讓分析 10% 的請(qǐng)求，你可以做如下改動(dòng)：

<?php
if (rand(0, 10) !== 4) {
  return;
}
?>

這允許你對(duì)一小部分用戶請(qǐng)求進(jìn)行分析，而不過(guò)多影響單個(gè)用戶或太多用戶。

如果你想在性能分析時(shí)進(jìn)行手動(dòng)控制，你可以這樣做：

<?php 
if (!isset($_REQUEST['A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV']) && !isset($_COOKIE['A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV'])) { 
 return;
} else {
 // Remove trace of the special variable from REQUEST_URI
 $_SERVER['REQUEST_URI'] = str_replace(array('?A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV', '&A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV'), '', $_SERVER['REQUEST_URI']);
 setcookie('A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV', 1);
}
if (isset($_REQUEST['no-A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV'])) { 
 setcookie('A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV', 0, time() - 86400);
 return;
}
?>

這段代碼會(huì)檢查一個(gè)隨機(jī)命名的 GET/POST/COOKIE 變量（在此例中為：A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV），同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)同名的 Cookie ，用于分析該請(qǐng)求的整個(gè)過(guò)程，例如：表單提交后的重定向，Ajax 請(qǐng)求等等。

此外，它允許一個(gè)名為 no-A9v3XUsnKX3aEiNsUDZzV 的 GET/POST 變量來(lái)刪除 Cookie ，停止分析。

當(dāng)然，我們歡迎大家嘗試使用 OneAPM 來(lái)為您的 PHP 和 Java 應(yīng)用做免費(fèi)的性能分析。OneAPM 獨(dú)有的探針能夠深入到所有 PHP 和 Java 應(yīng)用內(nèi)部完成應(yīng)用性能管理和監(jiān)控，包括代碼級(jí)別性能問(wèn)題的可見(jiàn)性、性能瓶頸的快速識(shí)別與追溯、真實(shí)用戶體驗(yàn)監(jiān)控、服務(wù)器監(jiān)控和端到端的應(yīng)用性能管理。 OneAPM 可以追溯到性能表現(xiàn)差的 SQL 語(yǔ)句 Traces 記錄、性能表現(xiàn)差的第三方 API、Web 服務(wù)、Cache 等等。