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PHP 高 CPU 使用率：定位最熱的 PHP 程式碼路徑（OpenResty XRay）

章亦春釋出於 Feb 27, 2024 更新於 Aug 24, 2026

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要定位是哪個 PHP 函式導致了高 CPU 使用率，只需把 OpenResty XRay 掛到已經在執行的 PHP 程序上——不用重新編譯，也不用重啟。它的引導式分析（Guided Analysis）會為這個線上程序生成一張 CPU 火焰圖。在本例中，最熱的程式碼路徑是業務函式 processOrders 裡的一次 preg_match 呼叫（經由 Laravel 的 callAction 到達），直接把矛頭指向了一個正規表示式，它才是消耗 CPU 的瓶頸。

今天我將再用一個例子，一步一步向您展示如何用 OpenResty XRay 分析 PHP 應用。我們會在一個已經在執行的 PHP 程序中，快速定位最熱的程式碼路徑——這些程式碼路徑往往消耗了您應用大部分的 CPU 時間。OpenResty XRay 是真正的非侵入式動態分析工具，無需在目標應用中安裝任何特殊模組或外掛，無需重新編譯目標應用，甚至無需重啟已經在執行的程序。

問題：高 CPU 使用率

先執行 top 命令來檢查 CPU 使用情況。可以看到，這個 php 程序消耗了整整一個 CPU 核心的 100%。

再執行 ps 命令檢視這個程序的完整命令列。可以看到，它就是 Linux 發行版自帶的標準 PHP 二進位制可執行檔案。

定位是哪個 PHP 函式在消耗 CPU

讓我們用 OpenResty XRay 來實時檢查這個未經修改的程序，看看它到底在忙甚麼。

開啟 OpenResty XRay 的 Web 控制檯，確認當前分析的是執行著這個高 CPU PHP 程序的機器（如有需要，可以從機器列表裡選擇另一臺），然後進入 “Guided Analysis” 頁面。在問題型別列表中，選擇 “High CPU Usage”（高 CPU 使用率）。

接著，把分析物件指向這個 PHP 應用，並選中那個佔用 100% CPU 的程序——正是我們剛才在 top 裡看到的那個。OpenResty XRay 可以同時在多個語言級別上進行分析，所以我們保持 PHP 和 C/C++ 兩個級別都選中，最長分析時間也保留預設的 300 秒。開始分析後，系統會自動連續跑好幾輪；跑完頭一兩輪，資料就足夠了，於是我們停止分析，讓它生成報告。

這是現在我們要分析的問題型別：CPU：

這是佔用 CPU 時間最多的第一號最熱 PHP 程式碼路徑，佔了 56.2% 的 CPU 時間：

最熱的函式呼叫是 preg_match。它是正則匹配的 PHP 層面的封裝：

processOrders 函式屬於業務程式碼：

callAction 是 Laravel 框架中的一個方法，用於呼叫控制器中的指定動作：

將滑鼠懸停在 processOrders 函式的綠框上。在提示框中可以看到這個 PHP 原始檔的完整路徑：

這行原始碼的行號是 437：

複製它的原始檔路徑：

使用 Vim 編輯器開啟它的原始檔，然後檢視該檔案中的 PHP 程式碼。您可以使用任何您喜歡的編輯器：

按照 OpenResty XRay 的建議，跳轉到第 437 行：

可以看到，preg_match 的呼叫和報告相符。由於這個正規表示式是在迴圈裡被反覆匹配的，我們可以把它預編譯，從而降低 CPU 開銷——這是一個具體、可落地的最佳化：

這行原始碼位於函式 processOrders 內部：

點選 “More” 檢視這條程式碼路徑的細節：

這條熱程式碼路徑是由這個 PHP 語言級別的 CPU 火焰圖自動推匯出來的，火焰圖清晰地展示了程序的 CPU 時間實際花在了哪裡：

下面是對問題更詳細的解釋和建議。它提到了我們之前看到的 preg_match 函式，並給出了減少不必要的中介軟體、最佳化正規表示式（避免回溯、使用非捕獲分組、減少貪婪量詞）等建議：

看一下這條佔用 CPU 時間最多的 C 程式碼路徑。它佔了 34.7% 的 CPU 時間，與 PHP 側的路徑相互印證：

pcre2_match_8 函式是 PCRE2 庫的一部分：

php_pcre_match_impl 函式內部呼叫 PCRE2 實現正則匹配功能：

php_do_pcre_match 用於實現 preg_match 函式。它使用正規表示式對字串進行匹配：

zend_execute_scripts 函式用於執行 PHP 指令碼。顯然，這和我們剛剛看的 PHP 熱程式碼路徑相似。這從 C 語言級別再次證實了：正則匹配才是真正的 CPU 瓶頸：

這套 PHP profiling 工作流，也同樣用於排查它的姊妹問題——PHP 程序記憶體佔用過高，以及追蹤線上環境中的 PHP 異常——始終針對線上、未經修改的程序進行。

全自動分析與報告

OpenResty XRay 也可以自動監控線上程序，並生成分析報告。切換到 “Insights” 頁面：

您可以在 “Insights” 頁面中找到以日和周為週期的自動報告——這樣您甚至都不必自己去跑引導式分析：

當然，引導式分析在應用的開發和演示場景中依然很有用：

如果您喜歡這個教程，請訂閱這個部落格網站和我們的 YouTube 頻道或 B 站頻道。謝謝！

常見問題

為甚麼我的 PHP 程序 CPU 佔用 100%？

一個 CPU 佔用飆到 100% 的 PHP 程序屬於 CPU 密集型：它在熱程式碼裡空轉燒 CPU，而不是在等待 I/O。在本例中，罪魁禍首是 processOrders 函式里一個在迴圈內被反覆匹配的 preg_match 正規表示式。把 OpenResty XRay 掛到線上程序上、讀取它的 CPU 火焰圖，就能準確看出是哪個函式在燒 CPU，全程不用重新編譯或重啟任何東西。

怎麼定位是哪個 PHP 函式導致高 CPU 使用率？

把 OpenResty XRay 掛到已經在執行的 PHP 程序上，針對 “High CPU Usage”（高 CPU 使用率）啟動一次引導式分析。它會實時讀取該程序，所以您不需要給應用打樁、重新編譯或重啟。分析結果是一份報告加一張 CPU 火焰圖，它會對最熱的 PHP 程式碼路徑排序，並把您直接指向那個該負責的函式、原始檔和行號。

preg_match 或正規表示式會導致 PHP 高 CPU 嗎？

會。preg_match 跑在 PCRE2 引擎之上，反覆匹配一個正規表示式——例如在迴圈內部——可能會佔用大量 CPU 時間。本文中最熱的 PHP 路徑就是 processOrders 裡的 preg_match，而最熱的 C 路徑（經由 php_do_pcre_match 的 pcre2_match_8）也印證了這一點。把正規表示式預編譯好，讓它不必在每次迭代時都重新構建，是一個簡單直接的解法。

關於 OpenResty XRay

OpenResty XRay 是一個動態追蹤產品，它可以自動分析執行中的應用，以解決效能問題、行為問題和安全漏洞，並提供可行的建議。在底層實現上，OpenResty XRay 由我們的 Y 語言驅動，可以在不同環境下支援多種不同的執行時，如 Stap+、eBPF+、GDB 和 ODB。

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關於作者

章亦春是開源 OpenResty^® 專案創始人兼 OpenResty Inc. 公司 CEO 和創始人。

章亦春（Github ID: agentzh），生於中國江蘇，現定居美國灣區。他是中國早期開源技術和文化的倡導者和領軍人物，曾供職於多家國際知名的高科技企業，如 Cloudflare、雅虎、阿里巴巴, 是 “邊緣計算“、”動態追蹤 “和 “機器程式設計 “的先驅，擁有超過 22 年的程式設計及 16 年的開源經驗。作為擁有超過 4000 萬全球域名使用者的開源專案的領導者。他基於其 OpenResty^® 開源專案打造的高科技企業 OpenResty Inc. 位於美國矽谷中心。其主打的兩個產品 OpenResty XRay（利用動態追蹤技術的非侵入式的故障剖析和排除工具）和 OpenResty Edge（最適合微服務和分散式流量的全能型閘道器軟體），廣受全球眾多上市及大型企業青睞。在 OpenResty 以外，章亦春為多個開源專案貢獻了累計超過百萬行程式碼，其中包括，Linux 核心、Nginx、LuaJIT、GDB、SystemTap、LLVM、Perl 等，並編寫過 60 多個開源軟體庫。