NanoProfiler - 适合生产环境的性能监控类库之基本功能篇

背景

NanoProfiler是一个EF Learning Labs出品的免费性能监控类库（即将开源）。它的思想和使用方式类似于MiniProfiler的。但是，设计理念有较大差异。

MiniProfiler更像是一个面向开发和测试环境的性能监控类库，它的关注点（我说的不一定对，仅代表一家之言），更多的是提供了对微软的ASP.NET MVC，EntityFramework，WCF等主流前后端类库的封装和整合，如果你的项目恰巧从前端到后端都用到这些类库，它可以将从前端到后端的性能监控数据合并到一个视图里，还是挺方便的。它的主要问题是：

运行时性能，尤其是并发环境下性能较差，占用的资源较多
不能很好的支持多线程和异步代码的性能监控（事实上，MiniProfiler的核心类都不是线程安全的，只能通过粗暴的全局加锁来实现部分的多线程和异步线程支持，性能也就可想而知了）

NanoProfiler项目的起源（大约半年前），最初，其实只是希望向MiniProfiler贡献代码，弥补以上的缺点，主要是内存数据结构的变化能够带来的性能的优化，和对多线程和异步编程模型的支持。不过，很可惜，在提交给他们我们关于如何改进的代码示例，甚至是直接的Pull Request之后，后续的沟通中（不想背地里谈他们团队的技术水平），只能说，也许是他们的设计理念和关注点，并不在此吧。

所以，首先，上面提到的MiniProfiler的缺点，正是NanoProfiler的优点：

NanoProfiler实现了对多线程代码和异步代码，包括基于PLINQ，Parallel库在内的各种异步代码的完美支持
性能方面，由于内部实现不需要像MiniProfiler那样，对每个请求，在内存中维护一个树形结构的数据结构，而用一个无锁的队列存储每一步性能监控的原始数据，因此，性能上几乎对被监控应用没有影响

另一方面，相对于MiniProfiler仅仅满足于实现一个用于开发环境的类似Fiddler的代码性能视图。NanoProfiler，首先，当然，也支持类似的功能，并且提供了更强大和直观的查看性能数据的UI；同时，我们的设计理念，更偏向大数据和生产环境。说到底，我们认为，只对于开发环境的话，前端也好后端也好，我们有太多可替代的性能监控工具；将性能监控集成到代码里，真正的优势，应该是生产环境的大数据。所以，我们希望，不仅仅能监控单个请求的性能瓶颈，也能基于大数据，分析整个应用，应用和应用之间，服务器，甚至集群和集群之间的宏观性能瓶颈。

举例来说，如果说MiniProifiler的监控视图对于一个页面请求，就像是Fiddler对于一个页面上所有资源和AJAX请求序列的性能描述；那么，NanoProfiler，除此之外，结合其他大数据分析工具，既能分析生产环境所有页面产生的Fiddler请求数据，从而知道哪些资源的整体的访问频率和消耗最高，从而能够找到应用，服务器，甚至集群上整体的性能瓶颈；还能，跨应用，跨服务器和集群，分析微观（如单个请求，或单个用户的相关请求）或者宏观的各种性能指标。

安装

http://nuget.org/packages?q=NanoProfiler

目前，已经上传到nuget.orgd的至少有以下5个package：

NanoProfiler - 核心库，可单独用于非Web应用，没有DB性能监控支持
NanoProfiler.Data - DB性能监控支持
NanoProfiler.Web - Web项目支持
NanoProfiler.Unity - 基于Unity IoC的AOP式监控扩展
NanoProfiler.Wcf - WCF监控支持

如何使用？

对一个典型的Web项目，首先，我们需要在Global.asax.cs的BeginRequest和EndRequest事件处理，添加下面的代码:

接下来，就可以在代码里添加类似下面的代码（类似MiniProfiler，不过MiniProfiler可不支持async），监控制定代码块的执行性能：

执行包含这段代码的请求，然后访问当前应用下的 ~/nanoprofiler/view 页面, 应该能看到类似Fiddler视图的，刚才访问的请求的每一步的执行性能。

如果你想设置一些全局参数，比如，过滤某些请求，可以这样：

DB性能监控

DB性能监控的使用方式和MiniProfiler也比较类似，简单地说，只需要用NanoProfiler提供的ProfiledConnection或者ProfiledDbCommand这样的类，包装原有的DbConnection和DbCommand对象。例如，假设你有下面这样一个DataService：

我们只需要，用ProfiledDbConnection包装，这个SqlConnection实例：

查看实时性能监控数据

前面说过，默认情况下，访问~/nanoprofiler/view 就能查看最近的请求的性能监控数据。下面是某个请求的性能视图示例，红色是DB请求，绿色是WCF请求，蓝色是其他代码步骤：

如果显示有问题，比如报treeview-timeline.css 404错误，请确保Web.config包含runAllManagedModulesForAllRequests="true"：

  <system.webServer>

    <modules runAllManagedModulesForAllRequests="true">

    </modules>

  </system.webServer>

如果，想做一些参数定制，可以在application_start事件处理里，通过下面的代码设置：

ProfilingSession.ProfilingStorage = new CircularBufferedProfilingStorage(100, profiler => false, new JsonProfilingStorage());

默认的查看监控数据的功能是基于CircularBufferedProfilingStorage实现的，它有三个可选参数：

第一个参数代表，最多在内存保留多少个最近的请求的监控数据
第二个参数是一个Func<IProfiler, bool> delegate，可以指定一个方法，过滤不想显示的监控结果，比如，只保留请求处理时间大于100ms的数据
第三个参数指定一个真正持久化监控数据的provider，比如，默认的JsonProfilingStorage将监控数据，通过任意支持slf4net的类库（比如log4net），持久化到文件系统或者DB

WCF监控

WCF性能监控主要通过WcfProfilingBehavior这个类，他是一个标准的WCF EndpointBehavior实现，只要通过代码或者XML配置，将它配到指定的service就行，比如，是一个XML配置的示例：

<system.serviceModel>

<bindings>

  <basicHttpBinding>

    <binding name="BasicHttpBinding_IWcfDemoService" />

  </basicHttpBinding>

</bindings>

<client>

  <endpoint address="http://localhost:64511/WcfDemoService.svc"

    binding="basicHttpBinding" bindingConfiguration="BasicHttpBinding_IWcfDemoService"

    contract="DemoService.IWcfDemoService" name="BasicHttpBinding_IWcfDemoService" />

</client>

<behaviors>

  <serviceBehaviors>

    <behavior name="">

      <serviceMetadata httpGetEnabled="true" httpsGetEnabled="true" />

      <serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="false" />

    </behavior>

  </serviceBehaviors>

  <endpointBehaviors>

    <behavior>

      <tinyprofiler />

    </behavior>

  </endpointBehaviors>

</behaviors>

<serviceHostingEnvironment aspNetCompatibilityEnabled="true"

  multipleSiteBindingsEnabled="true" />

<extensions>

  <behaviorExtensions>

    <add name="tinyprofiler" type="EF.Diagnostics.Profiling.ServiceModel.Configuration.WcfProfilingBehaviorElement, NanoProfiler.Wcf"/>

  </behaviorExtensions>

</extensions>

</system.serviceModel>

基于Unity AOP的性能监控

Unity扩展，主要提供两种基于Unity AOP的支持。

第一种，通过ContainerExtension。例如：

上面的代码，将自动监控所有注册到Unity容器的接口名称带DemoDBService的service的每个方法调用的性能。

第二种，通过Unity的policy injection。简单地说，可以通过Attribute标注的方式，自动监控方法的执行性能：

要开启，Unity的policy injection支持，需要在Global.asax.cs，添加下面这样的初始化代码：

NanoProfiler的基本功能先讲到这儿，下期预告：NanoProfiler - 适合生产环境的性能监控类库之大数据篇

BTW, 发句牢骚，博客园这个Markdown解析器太烂，对于插入代码翻译成的HTML很糟糕，所以只能全都插图片了。