Windows性能計數器監控實踐
Windows性能計數器(Performance Counter)是Windows提供的一種系統功能，它能實時採集、分析系統內的應用程序、服務、驅動程序等的性能數據，以此來分析系統的瓶頸、監控組件的表現，最終幫助用戶對系統進行合理調優。市面上採集Windows性能計數器指標的產品參差不齊，尤其在處理某類應用程序有多個進程實例時，採集的數據更是差強人意。所幸微軟為碼農精心準備了獲得性能計數器指標的接口，用於靈活獲得相關性能計數器指標值，但進程級別Windows性能計數器指標的採集監控，並沒有想象的那麼美好。因此本文結合筆者應用實踐，探討進程級別Windows性能計數器指標統一採集監控方案，以及在應用實踐中遇到的坑，作為避坑指南，供感興趣的同行參考。
進程級別Windows性能計數器指標作為特來電監控平台的一部分，對深入掌握系統進程級別運行狀態，定位系統存在的問題，以便更快、更準的發現潛在的線上問題，起到了舉足輕重的作用。
針對Windows性能計數器的監控，統一的採集監控方案如下所示：
性能計數器指標統一採集監控方案
本文重點關注指標管理與指標採集，對指標存儲及指標展現只做概要闡述。
一、 指標管理
Windows性能計數器指標類別比較多，因此我們需要對關注的指標進行分類管理。針對進程級別監控，我們主要關注CLR以及進程相關類別指標：.NET CLR Memory、.NET CLR Exception、.NET CLR Jit、.NET CLR Loading、Process等。
一個Windows性能計數器主要由3個屬性來標識：指標類別（Category Name）、指標名稱（Counter Name）、指標實例（Instance Name）。為了能對某類應用程序的多個進程實例進行統一採集，我們不對指標實例進行管理，而對指標實例對應的進程名稱進行管理，同時支持一個性能計數器指標關聯多個進程名稱，並且在運行時動態計算出每個進程名稱對應的多個進程實例，從而大幅降低指標管理的工作量。
二、 指標採集
指標採集主要解決採集插件運行時的空間（採集範圍）與時間（採集頻率）問題。並不是所有機器都部署了我們關注的應用程序，因此需要通過採集範圍，確定需要對哪些機器上的性能計數器指標進行採集，同時需要確定採集頻率，比如10秒、1分鐘、5分鐘等。
雖然微軟提供了性能計數器接口用於採集對應的指標值，但當一個應用程序有多個進程實例時（比如一個機器上部署了多個IIS站點，進程名稱都是w3wp，在性能計數器中的實例名稱是w3wp、w3wp#1、…、w3wp#n），進行指標採集的坑會比較多，這裏介紹幾個比較典型的問題。
由於性能計數器默認不显示進程ID，所以無法直接建立進程實例和性能計數器指標實例的關聯關係，相同的性能計數器指標實例名稱，可能屬於一個或多個不同的進程實例。
進程實例與性能計數器實例關聯關係
比如在.NET CLR Memory和Process中實例名稱同為w3wp#1的性能計數器，可能對應同一個進程實例，也可能對應不同的進程實例，這是最詭異的坑！市面上一些監控產品無法準確採集同一應用程序對應多個進程實例的性能計數器指標值，可能與此有關。
為了能建立進程實例與性能計數器實例的關聯關係，需要在显示性能計數器實例時帶上進程ID。
方案一：修改註冊表。但潛在的坑也很明顯：只適用於.NET CLR Memory以及Process類別的性能計數器，同時可能會導致第三方監控工具失效，並且修改生產環境的註冊表風險不可控，不是首選方案。
方案二：動態設置環境變量。針對.NET CLR相關的性能計數器，在調用性能計數器接口之前，進行如下環境變量設置：
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Environment.SetEnvironmentVariable(“COMPlus_ProcessNameFormat”, “1”); |
該方案是進程級別的，設置后得到的性能計數器實例會自動帶上進程ID，並且不會影響到全局設置或者其它應用程序，是推薦方案。
採集進程級別指標時，有時需要根據IIS站點進程ID獲得對應的應用程序池以及物理路徑：
通過進程ID獲得應用程序池以及物理路徑
方案一：調用WMI（Windows Management Instrumentation）接口獲得應用程序池。
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Select * from Win32_Process WHERE processID=PID |
該方案存在的坑：頻繁調用會導致機器CPU飆升，不是首選方案。
方案二：調用Appcmd.exe命令獲得應用程序池。
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appcmd.exe list wp |
該方案通過命令獲得結果后，只需要進行字符串解析，即可獲得進程ID與應用程序池的關聯關係，是推薦方案。
三、 指標存儲
指標存儲在時序數據庫中，每個性能計數器類別（Category Name）+性能計數器名稱（Counter Name）對應一個指標表，表中按進程名稱進行分類，每一行表示一個進程實例對應性能計數器實例的指標值。
四、 指標展現
指標展現可以按進程名稱、進程實例、機器等維度進行分類聚合展現，相比登錄到每個機器設置性能計數器，指標集中展現大幅提升了工作效率。
五、 總結
本文探討了Windows性能計數器監控實踐，主要涉及指標管理、指標採集、指標存儲、指標展現四個方面，同時介紹了同一應用程序對應多個進程實例時，指標採集中遇到的坑。
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