学会这几招让 Go 程序自己监控自己
談到讓Go程序監(jiān)控自己進程的資源使用情況，那么就讓我們先來談一談有哪些指標是需要監(jiān)控的，一般談論進程的指標最常見的就是進程的內(nèi)存占用率、CPU占用率、創(chuàng)建的線程數(shù)。因為Go語言又在線程之上自己維護了Goroutine，所以針對Go進程的資源指標還需要加一個創(chuàng)建的Goroutine數(shù)量。
又因為現(xiàn)在服務很多都部署在Kubernetes集群上，一個Go進程往往就是一個Pod，但是容器的資源是跟宿主機共享的，只是在創(chuàng)建的時候指定了其資源的使用上限，所以在獲取CPU和Memory這些信息的時候還需要具體情況分開討論。
怎么用Go獲取進程的各項指標
我們先來討論普通的宿主機和虛擬機情況下怎么獲取這些指標，容器環(huán)境放在下一節(jié)來說。
獲取Go進程的資源使用情況使用gopstuil庫即可完成，它我們屏蔽了各個系統(tǒng)之間的差異，幫助我們方便地獲取各種系統(tǒng)和硬件信息。gopsutil將不同的功能劃分到不同的子包中，它提供的模塊主要有：
cpu：系統(tǒng)CPU 相關模塊；
disk：系統(tǒng)磁盤相關模塊；
docker：docker 相關模塊；
mem：內(nèi)存相關模塊；
net：網(wǎng)絡相關；
process：進程相關模塊；
winservices：Windows 服務相關模塊。
我們這里只用到了它的process子包，獲取進程相關的信息。
聲明：process 模塊需要 import "github.com/shirou/gopsutil/process"后引入到項目，后面演示的代碼會用到的os等模塊會統(tǒng)一省略import相關的信息和錯誤處理，在此提前說明。
創(chuàng)建進程對象
process模塊的NewProcess會返回一個持有指定PID的Process對象，方法會檢查PID是否存在，如果不存在會返回錯誤，通過Process對象上定義的其他方法我們可以獲取關于進程的各種信息。
p,?_?:=?process.NewProcess(int32(os.Getpid()))進程的CPU使用率
進程的CPU使用率需要通過計算指定時間內(nèi)的進程的CPU使用時間變化計算出來
cpuPercent,?err?:=?p.Percent(time.Second)上面返回的是占所有CPU時間的比例，如果想更直觀的看占比，可以算一下占單個核心的比例。
cp?:=?cpuPercent?/?float64(runtime.NumCPU())內(nèi)存使用率、線程數(shù)和goroutine數(shù)
這三個指標的獲取過于簡單咱們就放在一塊說
//?獲取進程占用內(nèi)存的比例 mp,?_?:=?p.MemoryPercent() //?創(chuàng)建的線程數(shù) threadCount?:=?pprof.Lookup("threadcreate").Count() //?Goroutine數(shù)? gNum?:=?runtime.NumGoroutine()上面獲取進程資源占比的方法只有在虛擬機和物理機環(huán)境下才能準確。類似Docker這樣的Linux容器是靠著Linux的Namespace和Cgroups技術實現(xiàn)的進程隔離和資源限制，是不行的。
現(xiàn)在的服務很多公司是K8s集群部署，所以如果是在Docker中獲取Go進程的資源使用情況需要根據(jù)Cgroups分配給容器的資源上限進行計算才準確。
容器環(huán)境下獲取進程指標
在Linux中，Cgroups給用戶暴露出來的操作接口是文件系統(tǒng)，它以文件和目錄的方式組織在操作系統(tǒng)的/sys/fs/cgroup路徑下，在 /sys/fs/cgroup下面有很多諸cpuset、cpu、 memory這樣的子目錄，每個子目錄都代表系統(tǒng)當前可以被Cgroups進行限制的資源種類。
針對我們監(jiān)控Go進程內(nèi)存和CPU指標的需求，我們只要知道cpu.cfs_period_us、cpu.cfs_quota_us 和memory.limit_in_bytes 就行。前兩個參數(shù)需要組合使用，可以用來限制進程在長度為cfs_period的一段時間內(nèi)，只能被分配到總量為cfs_quota的CPU時間， 可以簡單的理解為容器能使用的核心數(shù) = cfs_quota / cfs_period。
所以在容器里獲取Go進程CPU的占比的方法，需要做一些調(diào)整，利用我們上面給出的公式計算出容器能使用的最大核心數(shù)。
cpuPeriod,?err?:=?readUint("/sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_period_us")cpuQuota,?err?:=?readUint("/sys/fs/cgroup/cpu/cpu.cfs_quota_us")cpuNum?:=?float64(cpuQuota)?/?float64(cpuPeriod)然后再把通過p.Percent獲取到的進程占用機器所有CPU時間的比例除以計算出的核心數(shù)即可算出Go進程在容器里對CPU的占比。
cpuPercent,?err?:=?p.Percent(time.Second) //?cp?:=?cpuPercent?/?float64(runtime.NumCPU()) //?調(diào)整為 cp?:=?cpuPercent?/?cpuNum而容器的能使用的最大內(nèi)存數(shù)，自然就是在memory.limit_in_bytes里指定的啦，所以Go進程在容器中占用的內(nèi)存比例需要通過下面這種方法獲取
memLimit,?err?:=?readUint("/sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes") memInfo,?err?:=?p.MemoryInfo mp?:=?memInfo.RSS?*?100?/?memLimit上面進程內(nèi)存信息里的RSS叫常駐內(nèi)存，是在RAM里分配給進程，允許進程訪問的內(nèi)存量。而讀取容器資源用的readUint，是containerd組織在cgroups實現(xiàn)里給出的方法。
func?readUint(path?string)?(uint64,?error)?{v,?err?:=?ioutil.ReadFile(path)if?err?!=?nil?{return?0,?err}return?parseUint(strings.TrimSpace(string(v)),?10,?64) }func?parseUint(s?string,?base,?bitSize?int)?(uint64,?error)?{v,?err?:=?strconv.ParseUint(s,?base,?bitSize)if?err?!=?nil?{intValue,?intErr?:=?strconv.ParseInt(s,?base,?bitSize)//?1.?Handle?negative?values?greater?than?MinInt64?(and)//?2.?Handle?negative?values?lesser?than?MinInt64if?intErr?==?nil?&&?intValue?<?0?{return?0,?nil}?else?if?intErr?!=?nil?&&intErr.(*strconv.NumError).Err?==?strconv.ErrRange?&&intValue?<?0?{return?0,?nil}return?0,?err}return?v,?nil }我在下方參考鏈接里會給出他們源碼的鏈接。
總結
你可能會問，為啥讓Go程序自己監(jiān)控自己，有什么用呢？那肯定是能以這個為基點做一些服務治理的事情啦，具體的應用場景以后再分享，感興趣的可以關注一波。
參考鏈接
Contianerd utils: https://github.com/containerd/cgroups/blob/318312a373405e5e91134d8063d04d59768a1bff/utils.go#L243
What is RSS: https://stackoverflow.com/questions/7880784/what-is-rss-and-vsz-in-linux-memory-management
- END -
掃碼關注公眾號「網(wǎng)管叨bi叨」
給網(wǎng)管個星標，第一時間吸我的知識?👆
網(wǎng)管為大家整理了一本超實用的《Go 開發(fā)參考書》收集了70多條開發(fā)實踐。去公眾號回復【gocookbook】即刻領取！
覺得有用就點個在看? 👇👇👇
總結
以上是生活随笔為你收集整理的学会这几招让 Go 程序自己监控自己的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 神奇的 Go init 函数
- 下一篇： 技巧：教你一招优化 Go GC