【干货】前方高能！如何保障Python应用的高性能

Python作为一种推崇“简单、优雅、明确”的面向对象语言，以其简捷明了的语法结构，丰富的类库，出色的易用性在互联网时代得到了广泛的应用。不论是国外的Facebook、Youtube、Instagram、Pinterest，还是国内的知乎、豆瓣，用Python开发的Web应用已经无处不在。

而随着云计算时代的到来，以及基于Python的云架构开源项目OpenStack的流行，越来越多的企业开始引入云服务的概念，尝试利用云计算服务来构建新的高可用架构。而同样地，企业级应用程序的设计与开发方式也发生了转变——开发人员需要构建原生的云计算应用，以便更有效的降低运营成本并提升灵活性。利用云平台与云服务再结合Python来进行应用开发，就成为了一种行之有效的途径。
Python确实是个好语言，简单易用上手快，标准库和PyPI第三方库有丰富而又有用的资源，可以快速的解决开发者的问题，而不用重复造轮子，这些特点使得Python这几年逐渐流行起来。相对而言，C受限于较为低级的语法，开发周期长，一般用来开发性能要求高的软件。Java偏重于企业开发，缓慢的JVM启动速度导致Java不适合用来开发系统管理脚本。而Python作为一个多面手，被广泛应用于Web开发、科学计算、数据分析、云计算(OpenStack)、运维平台和自动化运维(SaltStack)等。
Python的优点很多，但随着企业业务向云端和移动互联网上的迁移，真实线上环境的复杂性，巨大的流量压力，以及IT架构的高可用问题，都会造成Python应用的性能瓶颈。作为Pythoner的你是否常被这几个问题所困扰：
 代码执行速度真的很快吗？
 代码性能瓶颈出在哪里？
 内存消耗大不大？
 是否存在内存泄漏？
透视宝Python监控实现原理
在刚刚举行的PyConChina 2015大会上，国内领先的应用性能管理服务商云智慧VP刘国强 (Bruce Liu)先生，为广大Pythoner带来《Python 应用性能管理》主题分享，和大家一同探讨云智慧透视宝是如何保障Python应用在生产环境下的高性能。

针对复杂的IT架构，云智慧采用Backbone分布式监测节点监控，实现系统统一调度监控任务，所有监控点同步执行，依赖可靠的骨干网监测点执行监控任务，技术上消除网络抖动和噪声带来的干扰，稳定可靠的数据可以用于评估SLA。

而部署在应用系统中的智能探针会根据应用系统的语言，自动安装对应的探针程序，并为系统绘制应用拓扑。透视宝Python探针pythonAgent会在框架的RequestHandler添加上下文管理器(context manager)，通过Smartpythonagent模块实现上下文管理协议的enter() 和 exit() 方法控制tracer进程的起始和结束。Tracer进程通过python的sys.settrace()库方法进行开启和结束代码的trace过程。
Output模块会对tracer进程返回的代码trace信息进程处理生成我们想要的数据。其中的tree是对代码执行过程以方法名作为节点生成树状的结构，能直接通过tree来还原代码执行时的方法调用过程。而Map则记录tree中每个节点的执行信息，如消耗内存，执行时间等。Output模块处理完数据后会向smartAgent的sendproxy发送数据，最后sendproxy会向透视宝服务器发送数据。 pythonAgent的tracer进程能跟踪到’call’, ‘line’, ‘return’, ‘exception’, ‘c_call’, ‘c_return’, or ‘c_exception’事件。

依托于各种Web轻量级应用框架， Python在Web应用上得到最广泛支持，而透视宝的SmartAgent支持主流的Django、Tornado、CherryPy、Flask、Pylons、Bottle等应用框架，保证Python代码性能数据抓取的准确性和高效能。配合透视宝部署在服务端的其他应用服务监控，包括Apache、Nginx、Tomcat、Weblogic、MySQL、Memcache、Redis、Oracle、MongoDB、PostgreSQL等，开发和运维人员能够第一时间发现应用系统的潜在问题，准确定位应用执行缓慢的真实原因。
如何利用透视宝监控Python应用
用户可以访问透视宝产品网站：http://toushibao.com/ ，申请免费试用帐号，进入应用管理，下载Smart Agent并进行安装，安装完成访问“系统→插件管理”，找到Smart Agent所安装的主机，按以下说明来安装、配置及开启相关代码插件。

1、安装Python应用发现插件
根据Web容器类型安装应用发现插件，该插件可自动发现容器内的所有应用实例并生成应用拓扑图。
 如果直接使用的Python Server，可以直接跳过本步骤。
 如果Web容器为Apache
请安装并配置Apache类型的应用发现插件ApacheApp，配置完成后开启插件。
 如果Web容器是Nginx
请首先在插件的配置界面中选择安装Nginx类型的应用发现插件NginxApp。安装完成之后您还需要配置Nginx插件，与Apache不同的是，此时您需要在主机上手工编译，请参考安装目录中“./plugins/nginx_path/README”文档。
2、安装并开启Python代码监控插件PythonCode
选择PythonCode插件安装并开启，SmartAgent将自动下载插件至安装目录的smart_agent/plugins下。
默认会使用系统Python进行安装。修改PythonAgent.sh中PythonCommand值，可安装至系统中其他Python环境。
3、重启Web Server
安装开启Python代码监控插件后，可能需要您手动重启web Server（apache\httpd\Nginx\Python Server等软件）。
4、查看Python应用数据
配置完成后，大致两分钟后您就可以在“应用”模块中查看数据。

透视宝官网：www.toushibao.com