快速找出php中可能导致cpu飙升问题的代码行

作者：袖梨 2022-06-24

用cpu接近100%时，你如何找到导致cpu飙升的原因？我的思路是，首先找到进程正在执行的代码行，从而确定可能有问题的代码段。然后，再仔细分析有问题的代码段，从而找出原因。
如果你的程序使用的是c、c++编写，那么你可以很容易的找到正在执行的代码行。但是，程序是php编写的，如何找到可能有问题的代码行呢？这个问题就是本文要解决的问题。
背景知识:
大家都知道php是一个解释性语言。用户编写的php代码会生成opcode，由解释器引擎去解释执行。在解释执行过程中，有一个全局变量包含了执行过程中用到的各种数据。它就是executor_globals。在源码的Zend/zend_globals.h 文件中可以找到他的类型定义。

代码如下

复制代码

struct _zend_executor_globals {
zval **return_value_ptr_ptr;

zval uninitialized_zval;
zval *uninitialized_zval_ptr;

zval error_zval;
zval *error_zval_ptr;

zend_ptr_stack arg_types_stack;

    /* symbol table cache */
    HashTable *symtable_cache[SYMTABLE_CACHE_SIZE];
    HashTable **symtable_cache_limit;
    HashTable **symtable_cache_ptr;

zend_op **opline_ptr;

HashTable *active_symbol_table;
HashTable symbol_table; /* main symbol table */

HashTable included_files; /* files already included */

JMP_BUF *bailout;

    int error_reporting;
    int orig_error_reporting;
    int exit_status;

zend_op_array *active_op_array;

    HashTable *function_table; /* function symbol table */
    HashTable *class_table;     /* class table */
    HashTable *zend_constants; /* constants table */

zend_class_entry *scope;
zend_class_entry *called_scope; /* Scope of the calling class */

zval *This;

long precision;

int ticks_count;

    zend_bool in_execution;
    HashTable *in_autoload;
    zend_function *autoload_func;
    zend_bool full_tables_cleanup;

/* for extended information support */
zend_bool no_extensions;

#ifdef ZEND_WIN32
zend_bool timed_out;
OSVERSIONINFOEX windows_version_info;
#endif

HashTable regular_list;
HashTable persistent_list;

zend_vm_stack argument_stack;

    int user_error_handler_error_reporting;
    zval *user_error_handler;
    zval *user_exception_handler;
    zend_stack user_error_handlers_error_reporting;
    zend_ptr_stack user_error_handlers;
    zend_ptr_stack user_exception_handlers;

zend_error_handling_t error_handling;
zend_class_entry *exception_class;

/* timeout support */
int timeout_seconds;

int lambda_count;

HashTable *ini_directives;
HashTable *modified_ini_directives;

    zend_objects_store objects_store;
    zval *exception, *prev_exception;
    zend_op *opline_before_exception;
    zend_op exception_op[3];

struct _zend_execute_data *current_execute_data;

struct _zend_module_entry *current_module;

zend_property_info std_property_info;

zend_bool active;

void *saved_fpu_cw;

void *reserved[ZEND_MAX_RESERVED_RESOURCES];
};

这里我们只说两个对我们比较重要的变量，active_op_array 和 current_execute_data。
active_op_array变量中保存了引擎正在执行的op_array(想了解什么是op_array请点击查看)。在Zend/zend_compile.h中有关于op_array的数据类型的定义。

代码如下

复制代码

struct _zend_op_array {
    /* Common elements */
    zend_uchar type;
    char *function_name;
    zend_class_entry *scope;
    zend_uint fn_flags;
    union _zend_function *prototype;
    zend_uint num_args;
    zend_uint required_num_args;
    zend_arg_info *arg_info;
    zend_bool pass_rest_by_reference;
    unsigned char return_reference;
    /* END of common elements */

zend_bool done_pass_two;

zend_uint *refcount;

zend_op *opcodes;
zend_uint last, size;

zend_compiled_variable *vars;
int last_var, size_var;

zend_uint T;

    zend_brk_cont_element *brk_cont_array;
    int last_brk_cont;
    int current_brk_cont;

zend_try_catch_element *try_catch_array;
int last_try_catch;

/* static variables support */
HashTable *static_variables;

zend_op *start_op;
int backpatch_count;

zend_uint this_var;

    char *filename;
    zend_uint line_start;
    zend_uint line_end;
    char *doc_comment;
    zend_uint doc_comment_len;
    zend_uint early_binding; /* the linked list of delayed declarations */

void *reserved[ZEND_MAX_RESERVED_RESOURCES];
};

看完定义，就不用我多说了把。定义中，filename和 function_name分别保存了正在执行的文件名和方法名。
current_execute_data保存了正在执行的op_array的execute_data。execute_data保存了每个op_array执行过程中的一些数据。其定义在，Zend/zend_compile.h：

代码如下

复制代码

struct _zend_execute_data {
    struct _zend_op *opline;
    zend_function_state function_state;
    zend_function *fbc; /* Function Being Called */
    zend_class_entry *called_scope;
    zend_op_array *op_array;
    zval *object;
    union _temp_variable *Ts;
    zval ***CVs;
    HashTable *symbol_table;
    struct _zend_execute_data *prev_execute_data;
    zval *old_error_reporting;
    zend_bool nested;
    zval **original_return_value;
    zend_class_entry *current_scope;
    zend_class_entry *current_called_scope;
    zval *current_this;
    zval *current_object;
    struct _zend_op *call_opline;
};

定义中的opline就是正在执行的opcode。opcode的结构定义如下：

代码如下	复制代码
struct _zend_op { opcode_handler_t handler; znode result; znode op1; znode op2; ulong extended_value; uint lineno; zend_uchar opcode; };

其中lineno就是opcode所对应的行号。
示例说明:
看完上面的数据结构定义，你是否已经知道如何找php正在执行的文件名，方法名和行号呢?如果还有疑问的话，那就接着看下面的例子。创建一个文件test.php,代码如下：

代码如下	复制代码
function test1(){ while(true){ sleep(1); } } test1(); ?>

cli方式执行php脚本，加入执行的进程号为14973。我们使用gdb命令来调试进程。

代码如下	复制代码
$sudo gdb -p 14973 (gdb) print (char )executor_globals.active_op_array->filename $1 = 0x9853a34 "/home/xinhailong/test/php/test.php" (gdb) print (char )executor_globals.active_op_array->function_name $2 = 0x9854db8 "test1" (gdb) print executor_globals->current_execute_data->opline->lineno $3 = 4

很显然，他正在执行第四行的sleep方法。
如果上面的方法你感觉麻烦，那你可以使用.gdbinit文件。这个文件在php源码的根目录下。使用方法如下：

代码如下	复制代码
$sudo gdb -p 14973 (gdb) source /home/xinhailong/.gdbinit (gdb) zbacktrace [0xa453f34] sleep(1) /home/xinhailong/test/php/test.php:4 [0xa453ed0] test1() /home/xinhailong/test/php/test.php:7 (gdb)

题外话：
从php5.6开始，php中集成了一个phpdbg的工具。可以像gdb调试c语言程序一样，调试php程序。感兴趣的话，可以打开下面的连接看看