CN105183629A

CN105183629A - 分析php应用软件性能的诊断系统及其方法和性能管理平台

Info

Publication number: CN105183629A
Application number: CN201410233363.XA
Authority: CN
Inventors: 甄志会
Original assignee: NETWORKBENCH SYSTEMS CORP
Current assignee: Beijing keynote Network Inc.
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2034-05-29
Also published as: CN105183629B

Abstract

本发明公开了一种分析PHP应用软件性能的诊断系统及其方法和性能管理平台，该系统主要包括PHP引擎（1）和监控子系统（2）；其中，PHP引擎（1），主要包括执行用户代码的模块（11）、执行扩展代码的模块（12）和处理故障逻辑的模块（13）；监控子系统（2），用于在PHP执行引擎启动后通过设置所述监控子系统（2）监控PHP引擎（1）的执行用户代码的模块（11）、执行扩展代码的模块（12）和处理故障逻辑的模块（13），以监控软件代码的执行过程和处理故障信息，然后对采集到的性能数据和参数信息进行汇总并输出。采用本发明，能够高效、直观地分析PHP应用软件的性能，并克服现有监控工具缺少性能数据分类和缺少故障信息等技术缺陷。

Description

分析PHP应用软件性能的诊断系统及其方法和性能管理平台

技术领域

本发明涉及软件应用性能管理（AMP）技术，尤其涉及一种分析超文本预处理器（HypertextPreprocessor，PHP）应用软件性能的诊断系统及其方法和性能管理平台，适用于利用PHP语言搭建的HTTP(S)服务器的应用软件性能管理（AMP）领域。

背景技术

PHP，是一种开源的通用计算机脚本语言，适用于网络开发并可嵌入超文本标记语言（HTML）中使用。同时，PHP还是一种服务器端技术，应用PHP语言在服务器端边解释边执行，程序员不需进行编译就可以直接阅读HTML内容，即其源代码不需要进行二进制编译过程，就可以直接放在服务器上由PHP解释器运行。

为了监控WEB服务器应用软件的性能，现在发展出了一类应用软件性能监测工具，利用该类应用软件性能监测工具能够通过追踪HTTP的请求过程记录应用软件的性能、网络信息和故障等数据。该类工具具有从服务器外部启动、模拟用户发起网络请求、不针对具体服务器编程语言等的特性。

但是，这类工具存在如下缺点：1）模拟用户发起请求时，如果采样数量少，数据就会不准确；如果采样数量大，又会对服务器造成额外的压力；2）仅能记录应用软件的总响应性能，无法更深入地追踪到代码级别，而且在服务器性能出现问题时又无法定位具体原因。

为了弥补以上这类软件性能监测工具的技术缺陷，通常在运行PHP语言的服务器上引入其他软件工具，如XHProf工具，利用该XHProf工具对应用服务器的性能进行代码级监控。该XHProf工具能够记录应用软件内部所有函数的调用起止时间及其开销数据，开发人员可以通过在PHP页面内部嵌入XHProf工具提供的接口代码的方式进行调用，产生的监控结果通常保存在服务器的本机硬盘上，最后再由运维人员通过查看单点报表或使用批处理工具对得到的数据进行汇总。

例如，公开号为CN103049385A，名称为“一种云环境下的PHP代码调试方法及系统”的发明申请，就描述了开发人员如何利用接口代码调用XHProf及整合数据的技术，体现了该类工具在应用软件性能监控领域实施的不便。

综上所述，该类借助XHProf工具对应用软件的性能进行代码级监控的技术，存在如下不足：1）其实施过程仍然需要开发人员的介入，不能实现自动监控；2）必须在每个需要监控的页面内嵌入XHProf工具提供的接口代码；3）仅能监控性能数据，无法提供故障信息；4）性能数据不直观，只有函数名称及其对应性能，不能按照其用途进行分类，使绝大多数缺乏专业技能的人员很难知晓所得到的数据的含义。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种分析PHP应用软件性能的诊断系统及其方法和性能管理平台，使其高效、直观地分析PHP应用软件的性能，以克服现有的工具缺少性能数据分类和缺少故障信息等技术缺陷。

本发明的另一个目的在于利用上述的诊断系统和诊断方法，实现一种无需开发人员介入即可自动对PHP应用软件进行深入代码级别的应用性能管理平台，并能够根据不同的应用软件名称或依据不同的请求URL即可从该性能管理平台自动读取动态的应用设置，对PHP应用进行性能诊断。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种分析PHP应用软件性能的诊断系统，主要包括PHP引擎1和监控子系统2；其中，

PHP引擎1，主要包括执行用户代码的模块11、执行扩展代码的模块12和处理故障逻辑的模块13；

监控子系统2，用于在PHP执行引擎启动后通过设置所述监控子系统2监控PHP引擎1的执行用户代码的模块11、执行扩展代码的模块12和处理故障逻辑的模块13，以监控软件代码的执行过程和处理故障信息，然后对采集到的性能数据和参数信息进行汇总并输出。

一种分析PHP应用软件性能的诊断方法，包括如下步骤：

A、在PHP执行引擎启动时设置监控子系统；

B、在处理HTTP（S）请求的过程中，利用监控子系统监控软件代码的执行过程和处理故障信息；

C、在PHP执行引擎退出前卸载监控子系统。

其中，步骤A所述设置监控子系统具体包括：

当PHP启动时，PHP引擎将所有已加载扩展的初始化MINIT方法都执行一遍，然后在PHP_MINIT_FUNCTION宏函数内实现设置监控函数。

其中，步骤B所述利用监控子系统监控软件代码的执行过程，主要包括：

B1、在HTTP（S）请求开始时，依据不同的应用软件名称或依据不同的请求URL读取动态的应用设置，在开启分析开关的条件下设置用户代码回调函数；

B2、执行引擎循环进入下述不同的监控函数，直至应用代码执行完毕；

B3、在HTTP请求结束时记录HTTP响应的状态信息，保存分类的性能数据、故障信息和代码执行过程数据。

其中，所述步骤B2具体包括：

B21、监控执行用户代码的函数的过程，包括：依据用户代码函数的名称对应用程序使用的框架进行归类；依据用户代码函数的实参对HTTP（S）请求进行命名；计算用户代码的执行性能；根据配置参数记录代码的执行过程；

B22、监控执行扩展代码的函数的过程，依据扩展代码函数的名称进行组件类别归类和操作性能汇总；

B23、监控处理故障逻辑的函数的过程，记录故障发生的类别和详细信息。

所述步骤B21进一步包括：

用户代码执行完毕后，监控函数再次读取当前HTTP（S）请求的分析开关状态，如果分析开关处于关闭状态，则直接退出此段代码的监控；如果分析开关处于开启状态，则记录代码返回时间，并且计算此段代码的总执行时间。

所述步骤B22进一步包括：

待扩展代码执行完毕后，监控函数再次读取当前HTTP（S）请求的分析开关状态，如果分析开关处于关闭状态，则直接退出此段代码的监控；如果分析开关处于开启状态，则记录代码返回时间，并且计算此段代码的总执行时间，然后通过函数名称检查当前扩展代码是否对应易于出现性能的外部组件；如果当前代码对应相应组件，则累计当前请求的外部组件及其操作性能。

其中，在所述步骤B21、步骤B22中使用哈希映射的机制处理归类，以降低引入监控函数对应用程序的性能影响。

一种包含权利要求1所述分析PHP应用软件性能的诊断系统的性能管理平台。

一种采用权利要求2～8所述分析PHP应用软件性能的诊断方法的性能管理平台。

本发明所提供的分析PHP应用软件性能的诊断系统及其方法和性能管理平台，具有以下优点：

第一，本发明能够依据不同的应用软件名称或依据不同的请求URL从分析PHP应用软件性能管理平台中读取动态的应用设置，从而可以避免研发人员的介入。

第二，在上述读取动态的应用设置过程中，通过使用多级缓存的应用设置，可以提高分析效率。

第三，依赖动态的应用设置，用户可选择禁用部分应用程序的分析功能，进一步提高分析效率，并降低了无效数据的干扰。

第四，通过分析PHP引擎的故障信息,可以提高数据的直观性。

第五，通过归类的应用框架名称和命名的HTTP（S）请求，以及通过组件类别归类和操作性能汇总，进一步提高了数据的直观性。

附图说明

图1为本发明的分析PHP应用软件性能的诊断系统结构示意图；

图2为本发明的PHP应用软件性能和故障诊断过程示意图；

图3为本发明设置的监控函数执行过程流程图；

图4为本发明设置监控HTTP请求过程流程图；

图5为本发明使用多级缓存的应用配置示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的分析PHP应用软件性能的诊断系统及其方法和性能管理平台作进一步详细的说明。

图1为本发明的分析PHP应用软件性能的诊断系统结构示意图。如图1所示，该诊断系统，主要包括PHP引擎1和监控子系统2。其中，监控子系统2，主要包括监控执行用户代码的模块21、监控执行扩展代码的模块22和监控处理故障的模块23。PHP引擎1，主要包括执行用户代码的模块11（zend_execute）、执行扩展代码的模块12（zend_execute_internal）和处理故障逻辑的模块13（zend_error_cb）。

这样，通过设置监控子系统2，能够监控PHP引擎1的执行用户代码的模块11（zend_execuse），能够监控PHP引擎1的执行扩展代码模块12（zend_execute_internal），还能够监控PHP引擎1的处理故障逻辑的模块13（zend_error_cb）。

图2为本发明的PHP应用性能和故障诊断的过程示意图。如图2所示，该过程包括如下步骤：

步骤21：在PHP执行引擎启动时设置监控子系统2。

这里，所述设置的监控子系统2与PHP引擎1的关系是监控与被监控关系。被监控的PHP引擎1包括：执行用户代码的模块11（zend_execute）、执行扩展代码的模块12（zend_execute_internal）和处理故障逻辑的模块13（zend_error_cb）。

在本实施例中，当PHP启动时，PHP引擎1会将所有已加载扩展的初始化(ModuleInitialization，MINIT）方法都执行一遍，然后在PHP_MINIT_FUNCTION宏函数内实现设置监控函数：使用old_execute保存PHP引擎执行用户代码的函数zend_execute，然后使用监控函数my_execute替换zend_execute；使用old_execute_internal保存PHP引擎执行扩展代码的函数zend_execute_internal，然后使用监控函数my_execute_internal替换zend_execute_internal；使用old_error保存PHP引擎处理故障逻辑的函数zend_error_cb，然后使用监控函数my_error替换zend_error_cb。

步骤22：在处理HTTP请求的过程中，通过监控子系统2监控软件代码的执行过程和处理故障信息。所述的代码包括用户代码和扩展代码。

这里，所述通过监控子系统2监控代码的执行过程，实现监控的具体逻辑，设置监控子系统2后，PHP执行引擎1在处理HTTP请求的过程中，会在执行实际代码之前进入设置的监控子系统2，并在监控子系统2内部调用原PHP引擎执行实际代码，然后对采集到的性能数据和参数信息进行汇总。

其中，调用监控函数并执行的过程如图3所示，包括如下步骤：

步骤30：运行监控函数。

步骤31：判断分析开关是否开启，若否，则执行步骤33；若是，则执行步骤32。

步骤32：记录代码开始时间，并依据用户代码函数的名称对应使用的框架进行分类，然后执行步骤33。

步骤33：执行原PHP引擎函数，然后执行步骤34。

步骤34：进一步判断分析开关是否开启，若否，则执行步骤36；若是，则执行步骤35。

步骤35：记录代码结束时间，依据扩展代码函数的名称进行组件类别归类和操作性能汇总，然后执行步骤36。

步骤36：结束监控函数。

同时，为了实现上述第二个目的（参考图2），在步骤22内提出了一个依据不同应用或URL，动态获取应用配置，动态使用配置参数进而获取性能数据的智能解决方法，如图4所示。

图4为本发明监控HTTP（S）请求过程示意图。如图4所示，具体包括如下步骤：

步骤221：在HTTP（S）请求开始时，依据不同的应用软件名称或依据不同的请求URL读取动态的应用设置，在开启分析开关的条件下设置用户代码回调函数。

在本发明实施例中，当一个HTTP（S）页面请求到来时，PHP会迅速开辟一个新的环境，并重新扫描自己的各个扩展项，遍历执行各自的请求初始化（RequestInitialization，RINIT）方法，在PHP_RINIT_FUNCTION宏函数内进行动态应用设置，并记录请求开始时间。

在该实施例中，应用设置包括启用分析开关、记录代码执行过程开关、执行过程阈值等，这些开关或阈值是由包含图1所示的诊断系统的应用软件性能管理平台自动生成的。

通过INI_STR函数读取应用软件名称，然后依据应用软件名称和HTTP（S）的URL信息从哈希表获取应用信息，如果哈希表内不存在相应的应用配置或应用软件配置已经失效，则重新从该性能管理平台的服务器端读取配置文件，保存到哈希表内并设置失效时间，以降低与服务器通信时引入监控子系统2对应用软件的性能影响。

应用软件设置是可以针对HTTP（S）请求的特征而不同的，如，用户可以在性能管理平台指定仅监测某个虚拟主机下的应用软件，如果需要禁用某个应用软件或URL的监测，可以选择关闭其对应的分析开关。

如果分析开关处于关闭状态，则直接退出；如果分析开关处于开启状态，则使用哈希表存储设置和存储用户代码回调函数，此类回调函数的功能为对请求进行分类，识别应用软件使用的组件和框架。

在本发明的实施例中，设置的回调函数包括：使用CI_Router::_set_routing回调识别CI框架、使用discuz_application::instance回调识别discuz框架、使用YiiBase::createWebApplication回调识别YII框架、使用Configure::getInstance回调识别cakePHP框架、使用wp_initial_constants回调识别wordpress框架、使用drupal_bootstrap回调识别drupal框架等。

这里，还可以使用多级缓存机制保存应用软件设置，以尽量减小引入监控子系统2对应用软件的性能影响，其过程如图5所示，具体过程如下：

从哈希表中读取应用配置，判断是否存在且有效，如果存在，则返回应用配置数据；如果否，则从该应用性能管理平台读取应用配置，并将该应用配置写入哈希表，然后再返回应用配置数据。

步骤222：执行引擎循环进入下述不同的监控函数（参考图3），直至应用代码执行完毕。

步骤2221：监控执行用户代码的函数zend_execute，包括：依据用户代码函数的名称对应用程序使用的框架进行归类；依据用户代码函数的实参对HTTP（S）请求进行命名；计算用户代码的执行性能；根据配置参数记录代码的执行过程。

例如：my_execute函数首先读取当前HTTP（S）请求的分析开关状态，如果分析开关处于关闭状态，则直接跳转到原PHP执行引擎；如果分析开关处于开启状态，则记录代码入口时间，并且查找是否有当前代码对应的回调函数，如果有，则调用回调函数，在回调函数内对当前HTTP请求进行架构归类。在该实施例中，架构归类为步骤2221识别的CI、discuz、YII、cakePHP、wordpress、drupal框架，并通过当前函数的function_state信息获取用户代码函数的实参，对HTTP（S）请求进行命名。

监控函数调用原PHP执行引擎zend_execute执行用户代码。

用户代码执行完毕后，监控函数再次读取当前HTTP（S）请求的分析开关状态，如果分析开关处于关闭状态，则直接退出此段代码的监控；如果分析开关处于开启状态，则记录代码返回时间，并且计算此段代码的总执行时间。如果记录代码执行过程的开关处于开启状态并且代码执行时间大于等于1毫秒，则记录此段代码执行过程。

步骤2222：监控执行扩展代码的函数zend_execute_internal，依据扩展代码函数的名称进行组件类别归类和操作性能汇总。

例如：my_execute_internal函数，首先读取当前HTTP请求的分析开关状态，如果分析开关处于关闭状态，则直接跳转到原PHP执行引擎；如果分析开关处于开启状态，则记录代码入口时间。

监控函数调用原PHP执行引擎zend_execute_internal执行扩展代码。

待扩展代码执行完毕后，监控函数再次读取当前HTTP（S）请求的分析开关状态，如果分析开关处于关闭状态，则直接退出此段代码的监控；如果分析开关处于开启状态，则记录代码返回时间，并且计算此段代码的总执行时间，然后通过函数名称检查当前扩展代码是否对应易于出现性能的外部组件。如果当前代码对应相应组件，则累计当前请求的外部组件及其操作性能。在本实施例中，组件分为sql、redis、memcached、mongodb等，sql组件下分类为select、insert、update、delete操作，Redis组件下分类为get、set、sort操作。如，PDO::query函数归类为sql组件，Mysqli::query函数归类为sql组件，redis::get函数归类为redis组件的get操作。

在上述步骤2221和步骤2222中，使用哈希映射的机制处理归类，尽量降低了引入监控函数对应用程序的性能影响。

步骤2223：监控处理故障逻辑的函数zend_error_cb，记录故障发生的类别和详细信息。

例如：my_error_cb函数首先调用原PHP执行引擎zend_error_cb处理故障，然后读取当前HTTP请求的分析开关状态，如果分析开关处于关闭状态，则直接跳出，如果分析开关处于开启状态，首先忽略类型（type）等于通知（notice）或警告（warn）的信息，并且，如果已经在相同请求内记录了一次故障后，就不再记录其他相同等级的故障信息。

步骤223：在HTTP请求结束时记录HTTP响应的状态信息，保存分类的性能数据、故障信息和代码执行过程数据。

具体为：PHP执行引擎在请求结束时，调用扩展的请求关闭（RequestShutdown，RSHUTDOWN）方法，在PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION宏函数内首先读取当前HTTP请求的分析开关状态，如果分析开关处于关闭状态，则直接跳出；如果分析开关处于开启状态，则记录请求结束时间，并计算此次HTTP请求的总消耗时间和将各框架及组件的性能数据。最后通过可缓存的通信中间件将所有的性能及诊断信息发送给性能管理平台。

步骤23：在PHP执行引擎退出前卸载监控子系统。

在本发明实施例中，PHP执行引擎在进程退出时调用扩展的模块关闭（ModuleShutdown，MSHUTDOWN）方法，在PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION宏函数内使用old_execute替换执行用户代码的函数zend_execute；使用old_execute_internal替换执行扩展代码的函数zend_execute_internal；使用old_error替换处理故障逻辑的函数zend_error_cb。

根据本发明的分析PHP应用软件性能的诊断系统及其方法，可以开发出相关的PHP性能管理软件，应用该PHP性能管理软件进行代码级监控时，毋需开发人员的介入。

应用程序通过PHP环境配置加载所述性能管理软件；所述性能管理软件在PHP执行引擎启动时设置监控函数。当所述性能管理软件在HTTP（S）请求开始时，依据不同的应用软件名称或依据不同的请求URL读取动态的应用设置,并判断开启分析开关是否开启；如果分析开关开启，设置用户代码回调函数。

应用本发明，在读取动态的应用设置时，通过使用多级缓存的应用设置，能够有效提高分析效率，可作为提高分析效率的条件之一。此外，在监控函数内部，首先判断分析开关是否开启，如果分析开关关闭，则可以跳过实际分析功能，也可作为提高分析效率的条件之一。利用PHP引擎分析故障逻辑信息，由于代码直接可读，提高了监控数据的直观性。在用户代码回调函数内依据用户代码函数的名称对应用软件使用的框架进行归类，并依据用户代码函数的实参对HTTP（S）请求进行命名，以及依据扩展代码函数的名称进行组件类别归类和操作性能汇总，均提高了监控数据的直观性。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种分析PHP应用软件性能的诊断系统，其特征在于，主要包括PHP引擎（1）和监控子系统（2）；其中，

PHP引擎（1），主要包括执行用户代码的模块（11）、执行扩展代码的模块（12）和处理故障逻辑的模块（13）；

监控子系统（2），用于在PHP执行引擎启动后通过设置所述监控子系统（2）监控PHP引擎（1）的执行用户代码的模块（11）、执行扩展代码的模块（12）和处理故障逻辑的模块（13），以监控软件代码的执行过程和处理故障信息，然后对采集到的性能数据和参数信息进行汇总并输出。

2.一种分析PHP应用软件性能的诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、在PHP执行引擎启动时设置监控子系统；

C、在PHP执行引擎退出前卸载监控子系统。

3.根据权利要求2所述分析PHP应用软件性能的诊断方法，其特征在于，步骤A所述设置监控子系统具体包括：

4.根据权利要求2所述分析PHP应用软件性能的诊断方法，其特征在于，步骤B所述利用监控子系统监控软件代码的执行过程，主要包括：

5.根据权利要求4所述分析PHP应用软件性能的诊断方法，其特征在于，所述步骤B2具体包括：

6.根据权利要求5所述分析PHP应用软件性能的诊断方法，其特征在于，所述步骤B21进一步包括：

7.根据权利要求5所述分析PHP应用软件性能的诊断方法，其特征在于，所述步骤B22进一步包括：

8.根据权利要求4所述分析PHP应用软件性能的诊断方法，其特征在于，在所述步骤B21、步骤B22中使用哈希映射的机制处理归类，以降低引入监控函数对应用程序的性能影响。

9.一种包含权利要求1所述分析PHP应用软件性能的诊断系统的性能管理平台。

10.一种采用权利要求2～8所述分析PHP应用软件性能的诊断方法的性能管理平台。