1.6 性能分析

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2023-12-01

性能分析

StackExchange.Redis 公开了少量的方法和类型来开启性能分析。由于其异步性和多路复用行为，性能分析是一个有点复杂的话题。

接口

性能分析接口是由这些组成的：IProfiler，ConnectionMultiplexer.RegisterProfiler(IProfiler)，ConnectionMultiplexer.BeginProfiling(object)， ConnectionMultiplexer.FinishProfiling(object) 还有 IProfiledCommand。

你可以用 ConnectionMultiplexer 的实例来注册一个 IProfiler 接口，注册后它不能被更改。通过调用 BeginProfiling(object) 方法开始分析一个给定的上下文(例如：Thread，HttpRequest等等)，然后调用 FinishProfiling(object) 方法完成分析；FinishProfiling(object) 方法返回一个 IProfiledCommand 的集合，该集合包含计时信息的所有命令都被发送到Redis；使用给定的上下文参数，通过已配置的 ConnectionMultiplexer 对像来调用 (Begin|Finish)Profiling (也就是BeginProfiling & FinishProfiling) 方法。

在具体的应用中什么样的 "上下文" 对象应该使用。

Available Timings

StackExchange.Redis公共的信息有：

涉及的Redis服务器
对Redis数据库的查询
运行的Redis命令
路由命令的使用标志
命令的初始化创建时间
用了多长时间来排队命令
在排队之后，用了多长时间来发送命令
在命令被发送后，用了多长时间接受来自Redis的响应
在接受响应后，用了多长时间来处理响应
如果命令被发送以回应一个集群 ASK 或 MOVED 的响应
- 如果这样，那么原始的命令的 TimeSpan 是高精确度的，如果运行时支持。DateTime 和 DateTime.UtcNow 精确度是一样的。

选择上下文

由于StackExchange.Redis的异步接口，分析需要外部协助来组织相关的命令。开始分析和结束分析都是通过给定的上下文对象来实现的(通过 BeginProfiling(object) & FinishProfiling(object) 方法实现)，通过 IProfiler 接口的 GetContext 方法取得上下文对象。

下面是一个从很多不同的线程发出相关命令的示例：

class ToyProfiler : IProfiler
{
    public ConcurrentDictionary<Thread, object> Contexts = new ConcurrentDictionary<Thread, object>();

    public object GetContext()
    {
        object ctx;
        if(!Contexts.TryGetValue(Thread.CurrentThread, out ctx)) ctx = null;

        return ctx;
    }
}

// ...

ConnectionMultiplexer conn = /* initialization */;
var profiler = new ToyProfiler();
var thisGroupContext = new object();

//注册实现了IProfiler接口的对象
conn.RegisterProfiler(profiler);

var threads = new List<Thread>();

for (var i = 0; i < 16; i++)
{
    var db = conn.GetDatabase(i);

    var thread =
        new Thread(
            delegate()
            {
                var threadTasks = new List<Task>();

                for (var j = 0; j < 1000; j++)
                {
                    var task = db.StringSetAsync("" + j, "" + j);
                    threadTasks.Add(task);
                }

                Task.WaitAll(threadTasks.ToArray());
            }
        );

    profiler.Contexts[thread] = thisGroupContext;

    threads.Add(thread);
}

//分析开始
conn.BeginProfiling(thisGroupContext);

threads.ForEach(thread => thread.Start());
threads.ForEach(thread => thread.Join());

//分析结束，并且返回了含定时信息的所有命令集合
IEnumerable<IProfiledCommand> timings = conn.FinishProfiling(thisGroupContext);

在结束后，timings 包含了16,000个 IProfiledCommand 对象：每一个命令都会被发送到Redis。

替代方案，你可以按照如下做：

ConnectionMultiplexer conn = /* initialization */;
var profiler = new ToyProfiler();

conn.RegisterProfiler(profiler);

var threads = new List<Thread>();

var perThreadTimings = new ConcurrentDictionary<Thread, List<IProfiledCommand>>();

for (var i = 0; i < 16; i++)
{
    var db = conn.GetDatabase(i);

    var thread =
        new Thread(
            delegate()
            {
                var threadTasks = new List<Task>();

                conn.BeginProfiling(Thread.CurrentThread);

                for (var j = 0; j < 1000; j++)
                {
                    var task = db.StringSetAsync("" + j, "" + j);
                    threadTasks.Add(task);
                }

                Task.WaitAll(threadTasks.ToArray());

                perThreadTimings[Thread.CurrentThread] = conn.FinishProfiling(Thread.CurrentThread).ToList();
            }
        );

    profiler.Contexts[thread] = thread;

    threads.Add(thread);
}

threads.ForEach(thread => thread.Start());
threads.ForEach(thread => thread.Join());

perThreadTimings 最终会包含16项1,000个 IProfilingCommand 记录，以线程作为键来获取perThreadTimings集合中的值来发送它们。

让我们忘记玩具示例，这里展示的是一个在MVC5应用中配置StackExchange.Redis的示例：

首先注册 IProfiler 接口，而不是 ConnectionMultiplexer ：

public class RedisProfiler : IProfiler
{
    const string RequestContextKey = "RequestProfilingContext";

    public object GetContext()
    {
        var ctx = HttpContext.Current;
        if (ctx == null) return null;

        return ctx.Items[RequestContextKey];
    }

    public object CreateContextForCurrentRequest()
    {
        var ctx = HttpContext.Current;
        if (ctx == null) return null;

        object ret;
        ctx.Items[RequestContextKey] = ret = new object();

        return ret;
    }
}

那么，添加下面的代码到你的Global.asax.cs文件中：

protected void Application_BeginRequest()
{
    var ctxObj = RedisProfiler.CreateContextForCurrentRequest();
    if (ctxObj != null)
    {
        RedisConnection.BeginProfiling(ctxObj);
    }
}

protected void Application_EndRequest()
{
    var ctxObj = RedisProfiler.GetContext();
    if (ctxObj != null)
    {
        var timings = RedisConnection.FinishProfiling(ctxObj);

        // 在这里你可以使用`timings`做你想做的
    }
}

这些实现会组织所有的Redis命令，包括 async/await 并随着http请求初始化它们。