如何用 getrusage() 检测数据库查询前后系统压力变化，提升性能？

M66 2025-06-11

什么是 getrusage()

getrusage() 是一个 PHP 原生函数，用于获取当前进程或其子进程的资源使用情况。它返回一个数组，包含了多个系统层面的数据，例如用户态/内核态 CPU 时间、内存页故障次数、上下文切换次数等。

$usage = getrusage();

常用的几个字段包括：

ru_utime.tv_sec 与 ru_utime.tv_usec：用户态消耗的时间（秒和微秒）
ru_stime.tv_sec 与 ru_stime.tv_usec：系统态消耗的时间（秒和微秒）
ru_minflt：无需从磁盘调入的页错误数量（软缺页）
ru_majflt：从磁盘调入的页错误数量（硬缺页）
ru_nvcsw 和 ru_nivcsw：自愿和非自愿上下文切换次数

在数据库查询前后调用 getrusage()

要监控数据库查询对系统的影响，最直接的方式是：

在查询前记录一次 getrusage()；
执行查询；
查询后再次记录一次 getrusage()；
对比两次记录的差值。

示例代码如下：

function getResourceUsageDiff($start, $end) {
    $diff = [];
    foreach ($end as $key => $value) {
        if (isset($start[$key])) {
            $diff[$key] = $value - $start[$key];
        }
    }
    return $diff;
}

$before = getrusage();

// 模拟数据库查询
$mysqli = new mysqli("localhost", "user", "password", "database");
$result = $mysqli->query("SELECT * FROM users WHERE email LIKE '%@example.com'");

$after = getrusage();

$usageDiff = getResourceUsageDiff($before, $after);

echo "<pre>";
print_r($usageDiff);
echo "

";

此代码可以输出查询所产生的系统资源变化。例如，如果你看到 ru_stime.tv_usec 明显上升，则说明该查询引起了系统态 CPU 的增加，可能存在大量 I/O 操作。

更直观的展示：函数封装与日志记录

为了更实用，可以将测量过程封装成一个函数，支持自动记录查询语句和资源变化：

function profileQuery($query, $mysqli) {
    $before = getrusage();

    $result = $mysqli->query($query);

    $after = getrusage();
    $usageDiff = getResourceUsageDiff($before, $after);

    file_put_contents("/var/log/db_profile.log", json_encode([
        'query' => $query,
        'usage' => $usageDiff,
        'time'  => date('c')
    ]) . PHP_EOL, FILE_APPEND);

    return $result;
}

这种方式可以让你在不打扰正常逻辑的同时，持续收集查询对系统资源的影响，从而为后续优化提供依据。

实践中的应用建议

对比不同索引结构的影响
使用相同条件、不同索引结构的查询，比较系统资源占用，可以直观评估索引调整是否有效。
监控批量查询或大数据分页性能
当面对分页或批量查询时，观察 ru_majflt、ru_nvcsw 是否增长，可以判断查询是否触发了大量内存调页或上下文切换。
在压力测试中对比资源使用
配合 Apache Benchmark、JMeter 等工具进行并发测试，记录资源占用变化，分析系统在高负载下的表现。

附加：美化输出（调试用）

如果你希望调试时在浏览器中更清晰地查看 getrusage() 的变化，可以使用如下代码格式化输出：

function formatUsage(array $usage) {
    return sprintf(
        "User CPU: %.4fs, System CPU: %.4fs, Major Faults: %d, Voluntary CS: %d",
        $usage['ru_utime.tv_sec'] + $usage['ru_utime.tv_usec'] / 1e6,
        $usage['ru_stime.tv_sec'] + $usage['ru_stime.tv_usec'] / 1e6,
        $usage['ru_majflt'] ?? 0,
        $usage['ru_nvcsw'] ?? 0
    );
}

echo formatUsage($usageDiff);

getrusage