BioLawCom.De

เวลาผมเขียนโปรแกรมจะเป็นพวกชอบรีด คือ ต้องรีด Performance ของโปรแกรมออกมาให้ได้มากที่สุด แม้ว่าในบางครั้ง Performance Optimisation จะหมายถึงโค้ดที่ดูแลยากขึ้น แต่ในบางครั้งการแก้ไขโค้ดเพียงเล็กน้อยก็ อาจทำให้โปรแกรมทำงานเร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด หากเลือกได้ ทุกคนคงเลือกอย่างหลัง เครื่องมือสำคัญสำหรับ Performance Optimisation คือ Profiling Tools โดย Profiling Tools จะเป็นตัวบอกเราว่า ส่วนต่าง ๆ ของโปรแกรมใช้เวลาในการประมวลผลเท่าไร หรือ Profiling Tools บางตัวอาจบอกเราได้ด้วย ว่าส่วนต่าง ๆ ของโปรแกรมใช้หน่วยความจำไปเท่าไร

ส่วนมากแล้วภาษาเขียนโปรแกรมหรือเครื่องมือที่เป็น OpenSource มักไม่มี Profiling Tools ดี ๆ ใช้ง่าย ๆ ให้ใช้งานอย่างเครื่องมือเชิงพาณิชย์ราคาแพง ๆ (เช่น ใน MATLAB มี Profiling Tools ที่สุดยอดมาก ) แต่ในภาษาเขียนโปรแกรม PHP มี Profiling Tools ที่เป็น OpenSource เจ๋ง ๆ และใช้งานง่าย อย่าง Xdebug ซึ่งนอกจากจะใช้เป็น Profiling Tools แล้ว ยังใช้เป็นเครื่องมือสำหรับ Debug ได้อีกด้วย แต่ในครั้งนี้ผมจะเน้นการนำ Xdebug มาใช้งานในลักษณะ Profiling Tools

Xdebug เป็น Extension สำหรับ PHP ที่ต้องทำงานร่วมกับ Apache และ mod_php สำหรับคนที่ใช้ Windows สามารถ ดาวน์โหลด Xdebug และติดตั้งใช้งานร่วมกับ mod_php ได้ สำหรับคนที่ใช้งาน Ubuntu เพียงแค่พิมพ์คำสั่ง

sudo apt-get install php5-xdebug

ก็สามารถใช้งาน Xdebug ร่วมกับ mod_php ได้ทันที ...

เขียนโปรแกรม

bow_der_kleine

สิ่งแรกที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างเห็นได้ชัด หลังจากติดตั้ง Xdebug คือ Error Messages ที่เปลี่ยนแปลงไป จากเดิม Error Messages ของ PHP จะโผล่ขึ้นมาเพียงสั้น ๆ หนึ่งบรรทัด ว่าเกิดอะไรขึ้นที่ไหน แต่ด้วย Xdebug ก็จะมีรายละเอียดต่าง ๆ เกี่ยวกับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นให้เราได้รู้อะไรมากขึ้น ดังรูปตัวอย่างข้างล่าง

หลังจากที่ติดตัั้ง Xdebug เรียบร้อยแล้ว เรายังไม่สามารถใช้งาน Profiling ของ Xdebug ได้ทันที เพราะ Profiling จะทำให้โปรแกรมที่เราเขียนขึ้นทำงานช้ากว่าปกติ ดังนั้น เราจึงควรเลือกใช้งาน Profiling ในกรณีที่จำเป็นเท่านั้น โดยขั้นตอนการเปิดใช้งาน Profiling ก็มีง่าย ๆ ดังนี้ครับ

1 แก้ไขไฟล์ php.ini (ใน Ubuntu อยู่ที่ /etc/php5/apache2/php.ini) โดยเพิ่มสองบรรทัดนี้ลงไป

xdebug.profiler_enable = 1

xdebug.profiler_output_dir = /tmp/

2 restart apache ใน Ubuntu ให้ใช้คำสั่งต่อไปนี้ครับ

sudo /etc/init.d/apache2 restart

หลังจากที่ Xdebug ทำหน้าที่ในการ Profiling เรียบร้อยแล้ว ก็มถึงขั้นตอนในการดูการผลที่ได้จาก Profiling โดยไฟล์ที่ถูกบันทึกลงไปในไดเรคทอรี่ที่เรากำหนดนั้นจะเป็น text file ที่ดูแล้วไม่ค่อยรู้เรื่อง ต้องใช้เครื่องมืออีกตัวสำหรับ vitualization โดยใน Windows มีโปรแกรมเก่ากรุอย่าง WinCachegrind ให้เลือกใช้งาน ส่วนบน Linux มี KCachegrind สำหรับคนใช้ Ubuntu สามารถติดตั้งด้วยคำสั่ง

sudo apt-get install kcachegrind

ในหน้าต่างทางซ้ายก็จะเป็นรายชื่อฟังก์ชั่น ที่ใช้เวลาในการประมวลผลมากที่สุด เรียงลำตับจากมากไปหาน้อย พร้อมจำนวนครั้งที่ฟังก์ชั่นถูกเรียก ส่วนทางขวาก็จะเป็นกราฟแบบต่าง ๆ (ตัวอย่าง 1 , ตัวอย่าง 2) ซึ่งเป็นอะไรที่ผมรู้สึกว่ามันเจ๋งดี เพราะดูแล้วเข้าใจง่าย รู้ได้ทันทีว่าฟังก์ชันไหนเรียกใช้ฟังก์ชันไหน กี่ครั้ง รวมทั้งหมดใช้เวลาในการประมวลผลเท่าไร และทำให้ผมรู้ว่า require_once เป็นอะไรที่ทำให้โปรแกรมทำงานช้า (ว่ากันว่า include เร็วกว่า require เร็วกว่า include_once เร็วกว่า require_once) เมื่อเปลี่ยนจาก require_once มาเป็น include โปรแกรมก็ทำงานเร็วขึ้นมาประมาณ 15% แต่ต้องใช้หน่วยความจำเพิ่มขึ้นจาก 4.3MB เป็น 5.4MB

โปรแกรมใช้เวลาไปกับ require_once ประมาณ 5% ซึ่งไม่ได้ทำอะไรเลย นอกจากโหลดโมดูลมาเก็บไว้

ข้อมูลอย่างนึง ที่เราไม่สามารถใช้ KCachegrind ดูได้ คือปริมาณการใช้หน่วยความจำในส่วนต่าง ๆ ของโปรแกรม ในกรณีนี้เราต้องใช้เทคนิคอย่างอื่นของ Xdebug นั่นคือ การเรียกใช้ฟังก์ชัน  xdebug_start_tracec และ  xdebug_stop_trace ร่วมกับโค้ดของโปรแกรม PHP ยกตัวอย่างเช่น

<?php
xdebug_start_trace("/tmp/xdebug_trace"); # บันทึกผลที่ได้ลงในไฟล์ tmp/xdebug_trace.txt
 
do_something();
 
xdebug_stop_trace(); # หยุดการ trace
?>

ผลที่ได้จาก xdebug_start_tracec และ  xdebug_stop_trace ในตัวอย่างจะถูกบันทึกไว้ในไฟล์ /tmp/xdebug_trace.xt ซึ่งเราสามารถใช้ Text Editor เปิดดูรายละเอียดต่าง ๆ เกี่ยวกับการทำงานของโปรแกรมได้ ข้อควรระวังคือ ขนาดของไฟล์ที่ได้ จะแปรผันตรงกับขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมที่อยู่ระหว่าง xdebug_start_tracec และ  xdebug_stop_trace ดังนั้น ในโปรแกรมที่ซับซ้อนมาก ๆ อาจทำให้เกิดปัญหาเกี่ยวกับ IO ของระบบได้

นอกจากเราจะใช้ Xdebug สำหรับงาน Profiling และ Optimisation แล้ว เรายังสามารถนำมาใช้เพื่อทำความเข้าใจการทำงานของโปรแกรมต่าง ๆ ที่มีความซับซ้อนได้อีกด้วย แทนที่จะนั่งอ่านโค้ดทีละบรรทัด ก็ดูเป็น Diagram ที่ทำความเข้าใจได้ง่ายกว่า ถือว่ามีประโยชน์มากทีเดียว

ข้อมูลเพิ่มเติม Xdebug Documentation, Understanding PHP code better with Xdebug