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PHP アプリケーションの追跡時における OpenResty XRay のシステムパフォーマンスへの影響

章亦春投稿日 Dec 1, 2023 更新日 Aug 24, 2026

用時約9分

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本番環境で稼働中の PHP アプリケーションを分析する際、最大の懸念は問題を特定できるかどうかではなく、分析ツール自体が本番サービスの足を引っ張らないかという点です。本番モードで稼働中の PHP アプリケーションで OpenResty XRay のオーバーヘッドを実測したところ、サンプリング中の最大スループットの低下はわずか 3.7%、平均レイテンシの増加はわずか 0.22 ミリ秒であり、Agentがアイドル状態のときのオーバーヘッドは完全にゼロでした。これが可能なのは、従来の常駐型 APM Agentとは異なり、ターゲットプロセスへのコードインジェクションや変更を一切行わず、ユーザーが分析を明示的に開始したときにのみ低頻度でデータを収集するためです。以下では、項目ごとの実測データをもとに、CPU・メモリ・負荷、およびスループットとレイテンシへの実際の影響を示します。詳しい手順は、本記事冒頭の動画版をご覧ください。

テスト環境とパフォーマンスベースライン

比較基準を確立するため、プロファイラーの実行前に top コマンドでシステムのパフォーマンスベースラインをキャプチャしました。以下の図に示すように、対象の php プロセスの CPU 使用率は約 50%、システム全体の直近 1 分間のロードアベレージは 0.31、現在の CPU アイドル率は約 85%、空きメモリは約 2433 MB です。

分析中、CPU・メモリ・ロードアベレージにどのような影響があるか？

実際の診断シナリオを再現するため、OpenResty XRay コンソールから本番モードにて、対象の PHP プロセスに対して 300 秒（5 分間）にわたる「High CPU usage」シナリオ分析を実施しました。

「本番モード」の選択は非常に重要です。本番環境向けに設計されており、低頻度サンプリングなどの最適化によってパフォーマンスへの影響を最小限に抑えることを目的としているためです。ただし、その分、分析に要する時間が長くなる場合があります。

プロファイラーの実行中、システムの各指標にわずかな変化が確認されました。

対象プロセスの CPU 使用率：~53% に上昇し、ベースラインと比べて約 3 パーセントポイントの増加。
システム全体の直近 1 分間のロードアベレージ：0.41 に上昇し、従来の 0.31 からわずかに増加。
CPU アイドル率：~85.9% に上昇し、ベースラインの 85% とほぼ同水準。
システムの空きメモリ：~2433 MB を維持し、明らかな変化は見られませんでした。

結論として、OpenResty XRay プロファイラーはサンプリング期間中にシステムレベルのリソース（CPU・メモリ・負荷）への影響が確認されましたが、その影響は軽微であり、システムの安定性を損なうものではありませんでした。

分析はスループットとレイテンシにどの程度影響するか？

本番環境のサービスにおいて、スループットとレイテンシはパフォーマンスを評価する上で最も重要な指標です。本稿では、この2つの主要指標について、3段階の比較テストを実施しました。以下の表は、三つの状態における結果をまとめたものです。

シナリオ	最大スループット	平均レイテンシ
OpenResty XRay Agent未インストール	369 req/s	5.36 ミリ秒
Agent導入済み・プロファイラーはアイドル	369 req/s（変化なし）	5.36 ミリ秒（変化なし）
プロファイラーがサンプリング中	355 req/s（−3.7%）	5.58 ミリ秒（+0.22 ミリ秒）

1. 最大スループット

負荷テストツールを使用して、各状態におけるサーバーの最大スループットを測定しました。

Agent なし：369 req/s
Agent インストール済み・プロファイラー未起動時：369 req/s（変化なし）
プロファイラー実行時：355 req/s

測定結果から、プロファイラーがサンプリング中の最大スループットは毎秒約 355 リクエストであり、サンプリングなし時と比較して低下幅はわずか 3.7% にとどまります。

2. 平均リクエストレイテンシ

プロファイラーによるサンプリング実行中における、リクエストレイテンシへの影響を測定しました。

Agent なし：5.36 ミリ秒
Agent インストール済み・プロファイラー未起動時：5.36 ミリ秒（変化なし）
プロファイラー実行時：5.58 ミリ秒

測定結果から、プロファイラーの実行による平均リクエストレイテンシの増加はわずか 0.22 ミリ秒にとどまります。

まとめ

システムリソース、アプリケーションスループット、リクエストレイテンシの包括的な測定を通じて、OpenResty XRay の動的トレーシングアーキテクチャは、本番環境の PHP アプリケーションに対してリアルタイム診断を実行する際のパフォーマンスオーバーヘッドが定量化・予測可能であり、中核となるビジネス指標への影響が極めて軽微であることが確認されました。このことから、本番環境において安全かつ安心して日常的に運用できるパフォーマンス分析ツールであることが実証されました。

Insights および Dashboard ページにおける自動分析のオーバーヘッドも、同様に極めて低水準にとどまります。

PHP アプリケーションで実際に高い CPU 使用率の問題を調査している場合は、最もホットな PHP コードパスを特定する方法をご覧ください：PHP アプリケーションの高 CPU 使用率分析。同じ本番モードでのオーバーヘッド実測は他の言語でも行っています。Go、Rust、Python、Perl アプリケーションの結果もご覧ください。

OpenResty XRay と常駐型 APM Agentの比較

オーバーヘッドをこれほど低く抑えられる理由は、アーキテクチャの違いにあります。従来の APM Agentはターゲットプロセスにコードをインジェクションし、継続的にデータを収集するため、誰も監視していないときでも常にランタイムオーバーヘッドが発生します。OpenResty XRay はその逆のアプローチを取り、非侵入型でオンデマンドのサンプリングのみを行います。

	従来の常駐型 APM Agent	OpenResty XRay
データ収集	継続的・常時稼働	オンデマンド、ユーザーが分析を開始したときのみ
ターゲットプロセス	コードインジェクション / 計装	非侵入型、コードを変更しない
アイドル時のオーバーヘッド	常時発生	完全にゼロ
サンプリング時のオーバーヘッド	常時発生	スループット約 3.7%、レイテンシ +0.22 ミリ秒

よくある質問

OpenResty XRay は本番環境の PHP アプリケーションにどの程度のパフォーマンスオーバーヘッドをもたらしますか？

分析の実行中、OpenResty XRay は最大スループットを約 3.7%（毎秒 369 リクエストから 355 リクエストへ）低下させ、平均レイテンシを約 0.22 ミリ秒（5.36 ミリ秒から 5.58 ミリ秒へ）増加させます。Agentが導入済みでもサンプリングを行っていない場合はスループットとレイテンシに変化はなく、アイドル状態ではオーバーヘッドは完全にゼロです。

本番環境の PHP アプリケーションで OpenResty XRay を実行しても安全ですか？

はい。OpenResty XRay のAgentは非侵入型で、ターゲットプロセスへのコードインジェクションや変更を一切行わず、ユーザーが明示的に分析を開始したときにのみ低頻度でデータを収集します。稼働中の php プロセスに対する 300 秒間の本番モード分析では、直近 1 分間のロードアベレージは 0.31 から 0.41 に上昇しただけ、ターゲットプロセスの CPU 使用率も約 50% から約 53% に上昇しただけであり、本番環境で継続的に導入できます。

分析を実行していないとき、OpenResty XRay は PHP アプリケーションの速度を低下させますか？

いいえ。Agentはユーザーが開始した分析の実行中にのみデータを収集します。導入済みでもアイドル状態のときは、最大スループットとリクエストレイテンシはAgentがまったくない場合と同一であり、パフォーマンスオーバーヘッドは完全にゼロです。

OpenResty XRay のオーバーヘッドは、従来の常駐型 APM Agentと比べてどうですか？

従来の APM Agentはターゲットプロセスにコードをインジェクションして継続的に稼働するため、常にオーバーヘッドが発生します。一方 OpenResty XRay はオンデマンドで低頻度のサンプリングを行うため、アイドル時のオーバーヘッドはゼロで、サンプリング中でもスループットへの影響は約 3.7% にとどまります。

OpenResty XRay は PHP プロセスの分析中にどれだけの CPU とメモリを使用しますか？

php プロセスのサンプリング中、ターゲットプロセスの CPU 使用率はベースラインの約 50% から約 53%（約 3 パーセントポイント）に上昇し、CPU アイドル率は 85% から約 85.9% にわずかに上昇しただけ、空きメモリは約 2433 MB を維持し、明らかな変化は見られませんでした。

OpenResty XRay について

OpenResty XRay は動的トレーシング製品であり、実行中のアプリケーションを自動的に分析して、パフォーマンスの問題、動作の問題、セキュリティの脆弱性を診断し、実行可能な提案を提供いたします。基盤となる実装において、OpenResty XRay は弊社の Y 言語によって駆動され、Stap+、eBPF+、GDB、ODB など、様々な環境下で複数の異なるランタイムをサポートしております。

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著者について

章亦春（Zhang Yichun）は、オープンソースの OpenResty^® プロジェクトの創始者であり、OpenResty Inc. の CEO および創業者です。

章亦春（GitHub ID: agentzh）は中国江蘇省生まれで、現在は米国ベイエリアに在住しております。彼は中国における初期のオープンソース技術と文化の提唱者およびリーダーの一人であり、Cloudflare、Yahoo!、Alibaba など、国際的に有名なハイテク企業に勤務した経験があります。「エッジコンピューティング」、「動的トレーシング」、「機械プログラミング」の先駆者であり、22 年以上のプログラミング経験と 16 年以上のオープンソース経験を持っております。世界中で 4000 万以上のドメイン名を持つユーザーを抱えるオープンソースプロジェクトのリーダーとして、彼は OpenResty^® オープンソースプロジェクトをベースに、米国シリコンバレーの中心部にハイテク企業 OpenResty Inc. を設立いたしました。同社の主力製品である OpenResty XRay（動的トレーシング技術を利用した非侵入型のプロファイリング・トラブルシューティングツール）と OpenResty Edge（マイクロサービスおよび分散トラフィックに最適化された多機能ゲートウェイソフトウェア）は、世界中の多くの上場企業および大企業から高い評価を得ております。OpenResty 以外にも、章亦春は Linux カーネル、Nginx、LuaJIT、GDB、SystemTap、LLVM、Perl など、複数のオープンソースプロジェクトに累計 100 万行以上のコードを寄与し、60 以上のオープンソースソフトウェアライブラリを執筆しております。