精測(cè)電子申請(qǐng)一種探針卡制備方法專利，提高懸臂針密度和裝配效率

融界 2024 年 7 月 28 日消息，天眼查知識(shí)產(chǎn)權(quán)信息顯示，武漢精毅通電子技術(shù)有限公司,武漢精測(cè)電子集團(tuán)股份有限公司申請(qǐng)一項(xiàng)名為“一種探針卡制備方法“，公開(kāi)號(hào) CN202410470504.3，申請(qǐng)日期為 2024 年 4 月。

專利摘要顯示，本發(fā)明公開(kāi)了一種探針卡制備方法，屬于探針卡技術(shù)領(lǐng)域。所述制備方法包括：提供基板，并在基板進(jìn)行第一表面微加工，從而在基板上制備得到薄膜電路層，薄膜電路層中具有多個(gè)電路；在薄膜電路層依次進(jìn)行第二表面微加工、第三表面微加工和第四表面微加工，從而依次制備得到針底座層、針臂層和針尖層；對(duì)針底座層、針臂層和針尖層進(jìn)行分離去除，使得薄膜電路層上僅形成多個(gè)懸臂針，并去除基板的外邊緣結(jié)構(gòu)，使得薄膜電路層的邊緣凸出布置；基于多個(gè)電路，通過(guò)將薄膜電路層外邊緣彎曲后連接 PCB 板。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種探針卡制備方法，不僅可以便捷制備探針卡，還能提高懸臂針的密度，同時(shí)提高了裝配效率，有效促進(jìn)探針卡的發(fā)展。

本文源自金融界

言

各位小伙伴們，非常感謝你們對(duì)我們eBPF專題系列文章的持續(xù)關(guān)注和熱情支持！在之前的文章中，我們深入探討了如何手寫一個(gè)uprobe探測(cè)用戶態(tài)程序。許多熱心的小伙伴給我們發(fā)私信表達(dá)了他們對(duì)eBPF技術(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域應(yīng)用的濃厚興趣，并希望我們能分享更多的相關(guān)案例。為了滿足大家的期待，本文將帶您深入了解用戶態(tài)探測(cè)的另一種強(qiáng)大工具——USDT探針，以及它在數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化和監(jiān)控中的潛在應(yīng)用。

本文是我們的eBPF專題系列第五篇純技術(shù)分享文章——如何手碼eBPF程序探測(cè)MySQL5.6 USDT，來(lái)實(shí)時(shí)識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)可疑的連接訪問(wèn)來(lái)源（user/host）。

USDT原理介紹

USDT（User Statically-Defined Tracing）是動(dòng)態(tài)追蹤系統(tǒng) DTrace 的一部分，允許在用戶態(tài)應(yīng)用程序中定義靜態(tài)探針。這些探針提供了一個(gè)強(qiáng)大的調(diào)試和性能分析工具，可以在運(yùn)行時(shí)捕獲和分析應(yīng)用程序的行為，而無(wú)需修改應(yīng)用程序代碼或重新編譯。

探針定義

開(kāi)發(fā)人員在代碼中插入靜態(tài)探針點(diǎn)。這些探針點(diǎn)通常是一些宏定義，用于標(biāo)記需要追蹤的代碼位置。例如，在 MySQL 中可以看到類似于 #define MYSQL_COMMAND_START(arg0, arg1, arg2, arg3) 這樣的探針定義。

探針注冊(cè)

編譯應(yīng)用程序時(shí)，這些探針會(huì)被注冊(cè)到探針表中，生成相應(yīng)的探針元數(shù)據(jù)。探針在正常運(yùn)行時(shí)是無(wú)操作的（noop），不會(huì)影響應(yīng)用程序性能。

探針啟用

當(dāng)需要調(diào)試或分析時(shí)，調(diào)試器或追蹤工具（如 DTrace、SystemTap 或 BPF）可以附加到這些探針上，并啟用它們。當(dāng)探針被啟用時(shí)，它們會(huì)執(zhí)行指定的動(dòng)作，例如記錄日志、捕獲堆棧跟蹤或收集性能數(shù)據(jù)。

捕獲數(shù)據(jù)

當(dāng)應(yīng)用程序運(yùn)行并觸發(fā)探針時(shí)，探針會(huì)調(diào)用附加到它們的追蹤程序，執(zhí)行指定的調(diào)試或分析任務(wù)。這些任務(wù)可以包括打印變量值、收集性能指標(biāo)等。

數(shù)據(jù)分析

通過(guò)收集的數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)人員可以分析應(yīng)用程序的行為，找出性能瓶頸、調(diào)試問(wèn)題或優(yōu)化代碼。

MySQL5.6 DTrace探針

MySQL5.6源碼probes_mysql_nodtrace.h中定義了大量的DTrace探針，我們從中選取了以下兩個(gè)探測(cè)：

#define  MYSQL_COMMAND_START(arg0, arg1, arg2, arg3)
#define  MYSQL_COMMAND_DONE(arg0)

備注：MySQL源碼編譯指定編譯選項(xiàng)DENABLE_DTRACE=1才能開(kāi)啟Dtrace探針。關(guān)于使用DTrace跟蹤mysqld更多信息可查看該鏈接文檔(https://mysql.net.cn/doc/refman/5.6/en/dba-dtrace-server.html)

MySQL源碼調(diào)用上述兩個(gè)Dtrace的位置：

bool dispatch_command(enum enum_server_command command, THD *thd,
          char* packet, uint packet_length)
{
  NET *net= &thd->net;
  bool error= 0;
  DBUG_ENTER("dispatch_command");
  DBUG_PRINT("info",("packet: '%*.s'; command: %d", packet_length, packet, command));

  /* SHOW PROFILE instrumentation, begin */
#if defined(ENABLED_PROFILING)
  thd->profiling.start_new_query();
#endif

  /* DTRACE instrumentation, begin，start探針 */
  MYSQL_COMMAND_START(thd->thread_id, command, &thd->security_ctx->priv_user[0], (char *) thd->security_ctx->host_or_ip);

...  
...
  /* DTRACE instrumentation, end，End探針 */
  if (MYSQL_QUERY_DONE_ENABLED() || MYSQL_COMMAND_DONE_ENABLED())
  {
    int res MY_ATTRIBUTE((unused));
    res= (int) thd->is_error();
    if (command == COM_QUERY)
    {
      MYSQL_QUERY_DONE(res);
    }
    MYSQL_COMMAND_DONE(res);  
  }


  /* SHOW PROFILE instrumentation, end */
#if defined(ENABLED_PROFILING)
  thd->profiling.finish_current_query();
#endif


  DBUG_RETURN(error);
}

start探針中四個(gè)參數(shù)分別為：

thread_id : MySQL內(nèi)部分配的線程ID，即MySQL的Connection ID
command: SQL命令的枚舉類型
priv_user: 連接的用戶名
host_or_ip: 連接的客戶端IP

end探針中只存在一個(gè)res參數(shù)，該參數(shù)為會(huì)話執(zhí)行SQL的返回狀態(tài)，非0表示SQL執(zhí)行異常。

eBPF USDT如何實(shí)時(shí)識(shí)別MySQL異常訪問(wèn)來(lái)源?

1）環(huán)境準(zhǔn)備

準(zhǔn)備一臺(tái) Linux 機(jī)器，安裝好g++和bcc

2）基于BCC工具實(shí)現(xiàn)探測(cè)MySQL5.6的Dtrace探針

接下來(lái)我們將基于BCC，利用USDT寫一個(gè)eBPF程序，實(shí)時(shí)全量采集MySQL的訪問(wèn)來(lái)源（User/Host）。

a）使用BCC對(duì)探針進(jìn)行探測(cè)

#!/usr/bin/python
from bcc import BPF,USDT

# BPF program to attach to the command__start USDT probe
bpf_text = """
#include <uapi/linux/ptrace.h>

int trace_command__start(void *ctx) {
    struct {
        unsigned long conn_id;
        int command;
        char user[48];
        char host[48];
    } args;

    bpf_usdt_readarg(1, ctx, &args.conn_id);
    bpf_usdt_readarg(2, ctx, &args.command);
    bpf_usdt_readarg_p(3, ctx, args.user, sizeof(args.user));
    bpf_usdt_readarg_p(4, ctx, args.host, sizeof(args.host));


    bpf_trace_printk("Command start:");
    bpf_trace_printk("Timestamp: %llu",bpf_ktime_get_ns());
    bpf_trace_printk("ConnectionId= %llu",args.conn_id);
    bpf_trace_printk("Command=%ld",args.command);
    bpf_trace_printk("User= %s",args.user);
    bpf_trace_printk("Host= %s",args.host);
    return 0;
}


int trace_command__done(void *ctx){
    bpf_trace_printk("Command done:");
    bpf_trace_printk("Timestamp: %llu",bpf_ktime_get_ns());
    int res = 0;
    bpf_usdt_readarg(1, ctx, &res);
    bpf_trace_printk("Res= %d",res);
    return 0;
}
"""

parser = argparse.ArgumentParser(description="Attach USDT probes to a running process")
parser.add_argument("pid", type=int, help="The PID of the target process")
args = parser.parse_args()
pid = args.pid
usdt = USDT(pid=pid)
usdt.enable_probe(probe = "command__start", fn_name = "trace_command__start")
usdt.enable_probe(probe = "command__done", fn_name = "trace_command__done")
bpf = BPF(text = bpf_text, usdt_contexts = [usdt])
bpf.trace_print()

b）效果演示

pid即為需要探測(cè)的mysqld的進(jìn)程號(hào)，指定pid執(zhí)行python invoke_static.py即可開(kāi)啟探測(cè)，當(dāng)該mysqld有SQL執(zhí)行時(shí)，該探針將觸發(fā)并得到日志打印。如下示例：

遠(yuǎn)程執(zhí)行連接MySQL的命令

打印觀測(cè)的結(jié)果

從上面的演示中我們能看到，客戶端和MySQL建立連接，顯示當(dāng)前連接的會(huì)話id、訪問(wèn)來(lái)源（user/host）、SQL Command、SQL執(zhí)行開(kāi)始時(shí)間、SQL結(jié)束時(shí)間、SQL是否正常執(zhí)行完成（Res）等信息。然后我們針對(duì)采集上來(lái)的數(shù)據(jù)就可以做分析了：

如果存在user和host為非業(yè)務(wù)網(wǎng)段或者非業(yè)務(wù)賬號(hào)，說(shuō)明存在異常來(lái)源訪問(wèn)。
如果存SQL執(zhí)行耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，可能存在可疑賬號(hào)在抽取數(shù)據(jù)。

總結(jié)

借助eBPF技術(shù)的強(qiáng)大能力，我們可以利用MySQL的USDT探針來(lái)捕獲和深入分析與數(shù)據(jù)庫(kù)SQL連接相關(guān)的操作活動(dòng)。通過(guò)本文的詳細(xì)闡述，您對(duì)否對(duì)eBPF技術(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)性能監(jiān)控和優(yōu)化方面的應(yīng)用有了更深層次的理解和認(rèn)識(shí)？

您的MySQL異常來(lái)源訪問(wèn)識(shí)別出來(lái)了嗎？歡迎加入技術(shù)交流群與我們討論！

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ava Agent 服務(wù)器探針

探針，用來(lái)收集和發(fā)送數(shù)據(jù)到歸集器。參考官網(wǎng)給出的幫助 Setup java agent，我們需要使用官方提供的探針為我們達(dá)到監(jiān)控的目的，按照實(shí)際情況我們需要實(shí)現(xiàn)三種部署方式

IDEA 部署探針
Java 啟動(dòng)方式部署探針（我們是 Spring Boot 應(yīng)用程序，需要使用 java -jar 的方式啟動(dòng)應(yīng)用）
Docker 啟動(dòng)方式部署探針（需要做到一次構(gòu)建到處運(yùn)行的持續(xù)集成效果，本章節(jié)暫不提供解決方案，到后面的實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)再實(shí)現(xiàn)）

探針文件在 apache-skywalking-apm-incubating/agent 目錄下

源碼目錄

IDEA 部署探針

繼續(xù)之前的案例項(xiàng)目，創(chuàng)建一個(gè)名為 hello-spring-cloud-external-skywalking 的目錄，并將 agent 整個(gè)目錄拷貝進(jìn)來(lái)

image

修改項(xiàng)目的 VM 運(yùn)行參數(shù)，點(diǎn)擊菜單欄中的 Run -> EditConfigurations...，此處我們以 nacos-provider 項(xiàng)目為例，修改參數(shù)如下

-javaagent:D:\Workspace\Others\hello-spring-cloud-alibaba\hello-spring-cloud-external-skywalking\agent\skywalking-agent.jar
-Dskywalking.agent.service_name=nacos-provider
-Dskywalking.collector.backend_service=localhost:11800

image

-javaagent：用于指定探針路徑
-Dskywalking.agent.service_name：用于重寫 agent/config/agent.config 配置文件中的服務(wù)名
-Dskywalking.collector.backend_service：用于重寫 agent/config/agent.config 配置文件中的服務(wù)地址

Java 命令行啟動(dòng)方式

java -javaagent:/path/to/skywalking-agent/skywalking-agent.jar -Dskywalking.agent.service_name=nacos-provider -Dskywalking.collector.backend_service=localhost:11800 -jar yourApp.jar

測(cè)試監(jiān)控

啟動(dòng) nacos-provider 項(xiàng)目，通過(guò)觀察日志可以發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)成功加載探針注: 如果無(wú)法訪問(wèn)到，請(qǐng)重啟skywalking容器

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訪問(wèn)之前寫好的接口 http://localhost:8081/echo/hi 之后再刷新 SkyWalking Web UI，你會(huì)發(fā)現(xiàn) Service 與 Endpoint 已經(jīng)成功檢測(cè)到了

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至此，表示 SkyWalking 鏈路追蹤配置成功

SkyWalking Trace 監(jiān)控

SkyWalking 通過(guò)業(yè)務(wù)調(diào)用監(jiān)控進(jìn)行依賴分析，提供給我們了服務(wù)之間的服務(wù)調(diào)用拓?fù)潢P(guān)系、以及針對(duì)每個(gè) Endpoint 的 Trace 記錄。

調(diào)用鏈路監(jiān)控

點(diǎn)擊 Trace 菜單，進(jìn)入追蹤頁(yè)

image

點(diǎn)擊 Trace ID 展開(kāi)詳細(xì)信息

image

上圖展示了一次正常的響應(yīng)，總響應(yīng)時(shí)間為 185ms 共有一個(gè) Span（基本工作單元，表示一次完整的請(qǐng)求，包含響應(yīng)，即請(qǐng)求并響應(yīng)）

Span /echo/{message} 說(shuō)明如下：

Duration：響應(yīng)時(shí)間 185 毫秒
component：組件類型為 SpringMVC
url：請(qǐng)求地址
http.method：請(qǐng)求類型

服務(wù)性能指標(biāo)監(jiān)控

點(diǎn)擊 Service 菜單，進(jìn)入服務(wù)性能指標(biāo)監(jiān)控頁(yè)

image

選擇希望監(jiān)控的服務(wù)

image

Avg SLA： 服務(wù)可用性（主要是通過(guò)請(qǐng)求成功與失敗次數(shù)來(lái)計(jì)算）
CPM： 每分鐘調(diào)用次數(shù)
Avg Response Time： 平均響應(yīng)時(shí)間

點(diǎn)擊 More Server Details... 還可以查看詳細(xì)信息

image

上圖中展示了服務(wù)在一定時(shí)間范圍內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：

服務(wù)可用性指標(biāo) SLA
每分鐘平均響應(yīng)數(shù)
平均響應(yīng)時(shí)間
服務(wù)進(jìn)程 PID
服務(wù)所在物理機(jī)的 IP、Host、OS
運(yùn)行時(shí) CPU 使用率
運(yùn)行時(shí)堆內(nèi)存使用率
運(yùn)行時(shí)非堆內(nèi)存使用率
GC 情況

附A: 配置文件詳解

/config/agent.config

# 當(dāng)前的應(yīng)用編碼，最終會(huì)顯示在webui上。
# 建議一個(gè)應(yīng)用的多個(gè)實(shí)例，使用有相同的application_code。請(qǐng)使用英文
agent.application_code=Your_ApplicationName

# 每三秒采樣的Trace數(shù)量
# 默認(rèn)為負(fù)數(shù)，代表在保證不超過(guò)內(nèi)存Buffer區(qū)的前提下，采集所有的Trace
# agent.sample_n_per_3_secs=-1

# 設(shè)置需要忽略的請(qǐng)求地址
# 默認(rèn)配置如下
# agent.ignore_suffix=.jpg,.jpeg,.js,.css,.png,.bmp,.gif,.ico,.mp3,.mp4,.html,.svg

# 探針調(diào)試開(kāi)關(guān)，如果設(shè)置為true，探針會(huì)將所有操作字節(jié)碼的類輸出到/debugging目錄下
# skywalking團(tuán)隊(duì)可能在調(diào)試，需要此文件
# agent.is_open_debugging_class = true

# 對(duì)應(yīng)Collector的config/application.yml配置文件中 agent_server/jetty/port 配置內(nèi)容
# 例如：
# 單節(jié)點(diǎn)配置：SERVERS="127.0.0.1:8080" 
# 集群配置：SERVERS="10.2.45.126:8080,10.2.45.127:7600" 
collector.servers=127.0.0.1:10800

# 日志文件名稱前綴
logging.file_name=skywalking-agent.log

# 日志文件最大大小
# 如果超過(guò)此大小，則會(huì)生成新文件。
# 默認(rèn)為300M
logging.max_file_size=314572800

# 日志級(jí)別，默認(rèn)為DEBUG。
logging.level=DEBUG

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