.NET代碼性能監(jiān)控實現(xiàn)原理
一、. NET平臺及現(xiàn)狀
1、.NET
.NET框架是一個多語言組件開發(fā)和執(zhí)行環(huán)境，它提供了一個跨語言的統(tǒng)一編程環(huán)境，多語言包括：C#、VB、C++(CLI)、J#等。
.NET為創(chuàng)建HTML頁面提供了一種編程模型，稱為ASP.NET，在ASP.NET的編程模型里也有多種編程模型：如MVC、WebAPI、WebForm等。
.Net架構(gòu)模型圖
這張圖基本描述了.NET的平臺架構(gòu)。
2、平臺及開源（不得不說的痛）
基于.NET 2015之前版本編寫的應(yīng)用程序只能運行在Windows 平臺上，如果想移值到Linux上則只能依賴開源框架（Mono）且需要重新編譯。
而按照微軟在2015年Build大會上發(fā)布的.NET開發(fā)路線圖，在5.0 及之后版本基于.NET Core 編寫的應(yīng)用程序?qū)⒖梢灾苯訉崿F(xiàn)跨平臺部署和運行，不再需要重新編譯。
5.0的正式版本會在2016春季正式發(fā)布，目前已經(jīng)發(fā)布到Beta 7（2015年9月2日發(fā)布），這個版本的重要意義在于它第一次實現(xiàn)了.NET程序不依賴于Mono即可在Mac和Linux上運行。
微軟已將.NET平臺下除Form之外的Core開源（在JAVA開源8年后，微軟終于邁出了艱難的一步，但要走的路還很長）
上圖是微軟對.NET平臺的全新構(gòu)建。
3、基本概念
CLR（Common Language Runtime，通用語言運行時）
和Java虛擬機一樣它是.NET應(yīng)用程序的運行時環(huán)境，它負(fù)責(zé)程序的資源管理（內(nèi)存分配和垃圾收集等等），并保證應(yīng)用和底層操作系統(tǒng)之間必要的分離。
MSIL（Microsoft Intermediate Language，微軟中間語言）
IL是微軟.NET平臺上衍生出來的一門中間語言，.NET平臺上各種高級語言（如C#，VB，F(xiàn)#）的編譯器會將各自的文字表述方式轉(zhuǎn)化為IL。各種不同的文字形式最終被統(tǒng)一到了IL的表述方式，包含了.NET平臺上的各種元素，如“范型”，“類”、、“接口”、“模塊”、“屬性”等等。
JIT（Just In Time，即時編譯）
使用高級語言編寫的應(yīng)用被編譯為IL后，JIT編譯器會將IL編譯為本地指令并執(zhí)行，從而最大限度的實現(xiàn)了平臺無關(guān)性。
.NET平臺框架具備天然的跨平臺優(yōu)勢，但微軟卻把它打造成了windows平臺獨享的版本，還好的是他現(xiàn)在邁出了開源和跨平臺的第一步。
二、透視寶之.NET應(yīng)用性能監(jiān)控實現(xiàn)及原理
1、基本原理
.NET 應(yīng)用程序編譯后會被編譯為IL，它們通常會被打包為后綴名為“.dll”的文件，即動態(tài)鏈接庫，這些文件里包含了應(yīng)用程序元數(shù)據(jù)、IL及程序鏈接信息等，JIT負(fù)責(zé)編譯這些DLL中的IL語言，將它們轉(zhuǎn)換成機器可執(zhí)行的機器碼。
在JIT第一次編譯IL之前，我們的 .NET Agent 會攔截并改寫這些IL并注入探針，攔截方法執(zhí)行，抓去程序運行堆棧，收集應(yīng)用程序上下文數(shù)據(jù)（包括SQL等任何想要的數(shù)據(jù)）。
2、.NET Profiling Agent 的實現(xiàn)
透視寶 .NET Agent 由兩部分組成：
（1）、探針注入核心組件
它是一個使用 C++ 語言編寫的組件。理論上可以附加到任何想要攔截的.NET應(yīng)用運行時環(huán)境里（包括ASP.NET、.NET桌面應(yīng)用程序及Service、甚至 Windows Phone 的移動應(yīng)用里）,它負(fù)責(zé)IL改寫且只會在任何方法被JIT前執(zhí)行一次，一旦執(zhí)行完成，將不會再執(zhí)行。
探針注入核心組件要求高效、穩(wěn)定、安全，因為任何對IL的改寫出錯和操作失誤，都會導(dǎo)致整個應(yīng)用程序崩潰。
（2）、探針
探針是一組方法，主要完成上下文數(shù)據(jù)收集，包括堆棧、SQL、API等透視寶關(guān)注的數(shù)據(jù)。
這是.NET Profiling Agent 實現(xiàn)的原理圖，圖中綠色的部分即為.NET Profiling Agent存在的兩個層面。
（3）、舉例（我們依然從不變的Hello world! 程序開始）
源程序：
編譯后：
Instrumented IL：
三、安裝及部署
透視寶.NET Profiling Agent 遵循Smart Agent組件的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)規(guī)范，配置和安裝也非常簡單，只需要執(zhí)行一個.bat文件即可，且不受應(yīng)用及機器重啟的影響，只要安裝后它便會一直存在。
這是.NET Agent的安裝生命周期流程圖，圖中深藍色的部分是需要手動干預(yù)的部分，其它都自動完成。
以上是云智慧透視寶.NET代碼監(jiān)控的實現(xiàn)原理和部署方法，除此之外透視寶還支持PHP、Java、Python等主流Web語言的監(jiān)控，在單次請求追蹤中提供針對代碼執(zhí)行情況的詳細(xì)追蹤，包括：查看執(zhí)行最慢的10個元素，包括元素執(zhí)行次數(shù)、持續(xù)時長和占用時長百分比；查看HTTP請求參數(shù)，包括請求的響應(yīng)狀態(tài)、鏈接頁面、具體的請求參數(shù)及返回結(jié)果；查看代碼執(zhí)行堆棧的詳細(xì)樹狀信息，包括每個方法的計算時間、總耗時和被調(diào)用的次數(shù)，您能直接看到特殊標(biāo)識的最慢方法；查看涉及SQL語句的總耗時排序，包括SQL執(zhí)行總耗時、執(zhí)行次數(shù)和具體的查詢語句等。
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