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来源:https://juejin.cn/post/7114540497187635208

简介

Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具,动态跟踪Java代码;实时监控JVM状态,可以在不中断程序执行的情况下轻松完成JVM相关问题排查工作 。支持JDK 6+,支持Linux/Mac/Windows。这个工具真的很好用,而且入门超简单,十分推荐。

使用场景

  1. 这个类从哪个 jar 包加载的?为什么会报各种类相关的 Exception?
  2. 我改的代码为什么没有执行到?难道是我没 commit?分支搞错了?
  3. 遇到问题无法在线上 debug,难道只能通过加日志再重新发布吗?
  4. 线上遇到某个用户的数据处理有问题,但线上同样无法 debug,线下无法重现!
  5. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况?
  6. 有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态?接下来,围绕这6个问题,学习下Arthas的基本用法。

安装

执行下面命令下载
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar

复制代码

用java -jar的方式启动
java -jar arthas-boot.jar


[INFO] Found existing java process, please choose one and hit RETURN.

* [1]: 79952 cn.test.MobileApplication

  [2]: 93872 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher

复制代码

然后输入数字,选择你想要监听的应用,回车即可

常用命令

当前版本v3.1.4
[[email protected]]$ version
3.1.4

复制代码

1、stack

输出当前方法被调用的调用路径
很多时候我们都知道一个方法被执行,但是有很多地方调用了它,你并不知道是谁调用了它,此时你需要的是 stack 命令。
参数名称参数说明
class-pattern类名表达式匹配
method-pattern方法名表达式匹配
[[email protected]]$ stack com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService getOne
Press Q or Ctrl+C to abort.

Affect(class-cnt:202 , method-cnt:209) cost in 10761 ms.

ts=2019-11-13 11:49:13;thread_name=http-nio-8801-exec-6;id=2d;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springfra[email protected]a6c54c3

    @com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl.getOne()

        at com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService.getOne(IService.java:230)

        ...... ......

        at cn.test.mobile.controller.order.OrderController.getOrderInfo(OrderController.java:500)


可以看到OrderController.java的第500行调用了这个getOne接口。
注意这个命令需要调用后才会触发日志,相似的还有watch、trace等

2、jad

反编译指定已加载类的源码
有时候,版本发布后,代码竟然没有执行,代码是最新的吗,这时可以使用jad反编译相应的class。
jad cn.test.mobile.controller.order.OrderController


仅编译指定的方法
jad cn.test.mobile.controller.order.OrderController getOrderInfo


ClassLoader:

@RequestMapping(value={"getOrderInfo"}, method={RequestMethod.POST})

public Object getOrderInfo(HttpServletRequest request, @RequestBody Map map) {

    ResponseVo responseVo = new ResponseVo();

    ... ... ...  ...


3、sc

“Search-Class” 的简写 ,查看JVM已加载的类信息 有的时候,你只记得类的部分关键词,你可以用sc获取完整名称 当你碰到这个错的时候“ClassNotFoundException”或者“ClassDefNotFoundException”,你可以用这个命令验证下
参数名称参数说明
class-pattern类名表达式匹配
method-pattern方法名表达式匹配
[d]输出当前类的详细信息,包括这个类所加载的原始文件来源、类的声明、加载的ClassLoader等详细信息。如果一个类被多个ClassLoader所加载,则会出现多次
模糊搜索
sc *OrderController*

cn.test.mobile.controller.order.OrderController

打印类的详细信息   sc -d
sc -d cn.test.mobile.controller.order.OrderController


class-infocn.test.mobile.controller.order.OrderController
 code-source       /F:/IDEA-WORKSPACE-TEST-qyb/trunk/BE/mobile/target/classes/

 name              cn.test.mobile.controller.order.OrderController

 isInterface       
false
 isAnnotation      
false
 isEnum            
false
 isAnonymousClass  
false
 isArray           
false
 isLocalClass      
false
 isMemberClass     
false
 isPrimitive       
false
 isSynthetic       
false
 simple-name       OrderController

 modifier          
public
annotation
        org.springframework.web.bind.
annotation
.RestController,org.springframework.web.bind.
annotation
.Requ

                   estMapping

 interfaces

super
-
class       +-cn.test.mobile.controller.BaseController
                     +-java.lang.Object

class-loader      +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
                     +-sun.misc.Launcher$
[email protected]480
bdb19

 classLoaderHash   
18
b4aac2

与之相应的还有sm( “Search-Method”  ),查看已加载类的方法信息
查看String里的方法
sm java.lang.String

java.lang.String <init>([BII)V

java.lang.String <init>([BLjava/nio/charset/Charset;)V

java.lang.String <init>([BLjava/lang/String;)V

java.lang.String <init>([BIILjava/nio/charset/Charset;)V

java.lang.String <init>([BIILjava/lang/String;)V

... ... ... ...

查看String中toString的详细信息
sm -d java.lang.String toString

declaring-class  java.lang.String

 method-name      toString

 modifier         public

 annotation

 parameters

 return           java.lang.String

 exceptions

 classLoaderHash  null

复制代码

4、watch

可以监测一个方法的入参和返回值
有些问题线上会出现,本地重现不了,这时这个命令就有用了
参数名称参数说明
class-pattern类名表达式匹配
method-pattern方法名表达式匹配
express观察表达式
condition-express条件表达式
[b]方法调用之前观察
[e]方法异常之后观察
[s]方法返回之后观察
[f]方法结束之后(正常返回和异常返回)观察,默认选项
[E]开启正则表达式匹配,默认为通配符匹配
[x:]指定输出结果的属性遍历深度,默认为 1
观察getOrderInfo的出参和返回值,出参就是方法结束后的入参
watch cn.test.mobile.controller.order.OrderController getOrderInfo "{params,returnObj}" -x 2


Press Q or Ctrl+C to abort.

Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 456 ms.

ts=2019-11-13 15:30:18; [cost=18.48307ms] [email protected][

    @Object[][  # 这个就是出参,params

        @RequestFacade[[email protected]],

        @LinkedHashMap[isEmpty=false;size=2], # 把遍历深度x改为3就可以查看map里的值了

    ],

    @ResponseVo[ # 这个就是返回值 returnObj

        [email protected][Logger[cn.test.db.common.vo.ResponseVo]],

        [email protected][true],

        [email protected][Ok],

        [email protected][0],

        [email protected][1000],

        [email protected][isEmpty=false;size=1],

    ],

]

复制代码

观察getOrderInfo的入参和返回值
watch cn.test.mobile.controller.order.OrderController getOrderInfo "{params,returnObj}" -x 3 -b


Press Q or Ctrl+C to abort.

Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 93 ms.

ts=2019-11-13 15:37:38; [cost=0.012479ms] [email protected][

    @Object[][

        @RequestFacade[

            [email protected][[email protected]],

            [email protected][[email protected]],

        ],

        @LinkedHashMap[

            @String[payNo]:@String[190911173713755288],

            @String[catalogId]:@String[6],

        ],

    ],

    null,# -b是方法调用之前观察,所以还没有返回值

]

如果需要捕捉异常的话,使用throwExp,如{params,returnObj,throwExp}

5、trace

输出方法内部调用路径,和路径上每个节点的耗时
可以通过这个命令,查看哪些方法耗性能,从而找出导致性能缺陷的代码,这个耗时还包含了arthas执行的时间哦。
参数名称参数说明
class-pattern类名表达式匹配
method-pattern方法名表达式匹配
condition-express条件表达式
[E]开启正则表达式匹配,默认为通配符匹配
[n:]命令执行次数
#cost方法执行耗时
输出getOrderInfo的调用路径
trace -j cn.test.mobile.controller.order.OrderController getOrderInfo


Press Q or Ctrl+C to abort.

Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 92 ms.

---ts=2019-11-13 15:46:59;thread_name=http-nio-8801-exec-4;id=2b;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springfra[email protected]a6c54c3

    ---[15.509011ms] cn.test.mobile.controller.order.OrderController:getOrderInfo()

        +---[0.03584ms] cn.test.db.common.vo.ResponseVo:<init>() #472

        +---[0.00992ms] java.util.HashMap:<init>() #473

        +---[0.02176ms] cn.test.mobile.controller.order.OrderController:getUserInfo() #478

        +---[0.024ms] java.util.Map:get() #483

        +---[0.00896ms] java.lang.Object:toString() #483

        +---[0.00864ms] java.lang.Integer:parseInt() #483

        +---[0.019199ms] com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper:<init>() #500

        +---[0.135679ms] com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper:allEq() #500

        +---[12.476072ms] cn.test.db.service.IOrderMediaService:getOne() #500

        +---[0.0128ms] java.util.HashMap:put() #501

        +---[0.443517ms] cn.test.db.common.vo.ResponseVo:setSuccess() #503

        `---[0.03488ms] java.util.Map:put() #504

输出getOrderInfo的调用路径,且cost大于10ms,-j是指过滤掉jdk中的方法,可以看到输出少了很多
trace -j cn.test.mobile.controller.order.OrderController getOrderInfo '#cost > 10'


Press Q or Ctrl+C to abort.

Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 96 ms.

---ts=2019-11-13 15:53:42;thread_name=http-nio-8801-exec-2;id=29;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springfra[email protected]a6c54c3

    ---[13.803743ms] cn.test.mobile.controller.order.OrderController:getOrderInfo()

        +---[0.01312ms] cn.test.db.common.vo.ResponseVo:<init>() #472

        +---[0.01408ms] cn.test.mobile.controller.order.OrderController:getUserInfo() #478

        +---[0.0128ms] com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper:<init>() #500

        +---[0.303998ms] com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper:allEq() #500

        +---[12.675431ms] cn.test.db.service.IOrderMediaService:getOne() #500

        `---[0.409917ms] cn.test.db.common.vo.ResponseVo:setSuccess() #503

6、jobs

执行后台异步任务
线上有些问题是偶然发生的,这时就需要使用异步任务,把信息写入文件。
使用 & 指定命令去后台运行,使用 > 将结果重写到日志文件,以trace为例
trace -j cn.test.mobile.controller.order.OrderController getOrderInfo > test.out &

jobs——列出所有job
 jobs

[76]*  

       Running           trace -j cn.test.mobile.controller.order.OrderController getOrderInfo >> test.out &

       execution count : 0

       start time      : Wed Nov 13 16:13:23 CST 2019

       timeout date    : Thu Nov 14 16:13:23 CST 2019

       session         : f4fba846-e90b-4234-959e-e78ad0a5db8c (current)

复制代码

job id是76, * 表示此job是当前session创建,状态是Running,execution count是执行次数,timeout date是超时时间
异步执行时间,默认为1天,如果要修改,使用options命令,
options job-timeout 2d

options可选参数 1d, 2h, 3m, 25s,分别代表天、小时、分、秒
kill——强制终止任务
kill 76

kill job 76 success

最多同时支持8个命令使用重定向将结果写日志
请勿同时开启过多的后台异步命令,以免对目标JVM性能造成影响

7、logger

查看logger信息,更新logger level
查看
logger

 name                ROOT

 class               ch.qos.logback.classic.Logger

 classLoader         [email protected]

 classLoaderHash     18b4aac2 #改日志级别时要用到它

 level               INFO

 effectiveLevel      INFO

 ... ... ... ...

更新日志级别
logger --name ROOT --level debug

update logger level success.

如果执行这个命令时出错:update logger level fail.
指定classLoaderHash重试一下试试
logger -c 18b4aac2 --name ROOT --level debug

update logger level success.

8、dashboard

查看当前系统的实时数据面板 这个命令可以全局的查看jvm运行状态,比如内存和cpu占用情况
dashboard

ID        NAME                          GROUP               PRIORITY STATE     %CPU      TIME      INTERRUPT DAEMON

17        Abandoned connection cleanup  main                5        TIMED_WAI 0         0:0       false     true

1009      AsyncAppender-Worker-arthas-c system              5        WAITING   0         0:0       false     true

5         Attach Listener               system              5        RUNNABLE  0         0:0       false     true

23        ContainerBackgroundProcessor[ main                5        TIMED_WAI 0         0:0       false     true

55        DestroyJavaVM                 main                5        RUNNABLE  0         0:11      false     false

3         Finalizer                     system              8        WAITING   0         0:0       false     true

18        HikariPool-1 housekeeper      main                5        TIMED_WAI 0         0:0       false     true

39        NioBlockingSelector.BlockPoll main                5        RUNNABLE  0         0:0       false     true

2         Reference Handler             system              10       WAITING   0         0:0       false     true

4         Signal Dispatcher             system              9        RUNNABLE  0         0:0       false     true

69        System Clock                  main                5        TIMED_WAI 0         0:34      false     true

25        Thread-2                      main                5        TIMED_WAI 0         0:0       false     false

37        Timer-0                       main                5        TIMED_WAI 0         0:0       false     true

Memory                    used    total    max     usage    GC

heap                      216M    415M     3614M   5.99%    gc.ps_scavenge.count          96

ps_eden_space             36M     78M      1276M   2.90%    gc.ps_scavenge.time(ms)       3054

ps_survivor_space         17M     38M      38M     46.53%   gc.ps_marksweep.count         4

ps_old_gen                161M    298M     2711M   5.97%    gc.ps_marksweep.time(ms)      804

nonheap                   175M    180M     -1      97.09%

code_cache                35M     35M      240M    14.85%

ID: Java级别的线程ID,注意这个ID不能跟jstack中的nativeID一一对应 我们可以通过 thread id 查看线程的堆栈 信息
thread 2

"Reference Handler" Id=2 WAITING on [email protected]

    at java.lang.Object.wait(Native Method)

    -  waiting on [email protected]

    at java.lang.Object.wait(Object.java:502)

    at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)

    at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)

NAME: 线程名
GROUP: 线程组名
PRIORITY: 线程优先级, 1~10之间的数字,越大表示优先级越高
STATE: 线程的状态
CPU%: 线程消耗的cpu占比,采样100ms,将所有线程在这100ms内的cpu使用量求和,再算出每个线程的cpu使用占比。
TIME: 线程运行总时间,数据格式为分:秒
INTERRUPTED: 线程当前的中断位状态
DAEMON: 是否是daemon线程

9、redefine

redefine jvm已加载的类 ,可以在不重启项目的情况下,热更新类。
这个功能真的很强大,但是命令不一定会成功
下面我们来模拟:假设我想修改OrderController里的某几行代码,然后热更新至jvm:
a. 反编译OrderController,默认情况下,反编译结果里会带有ClassLoader信息,通过--source-only选项,可以只打印源代码。方便和mc/redefine命令结合使用
jad --source-only cn.test.mobile.controller.order.OrderController > OrderController.java

生成的OrderController.java在哪呢,执行pwd就知道在哪个目录了
b. 查找加载OrderController的ClassLoader
sc -d cn.test.mobile.controller.order.OrderController | grep classLoaderHash

classLoaderHash   18b4aac2

c. 修改保存好OrderController.java之后,使用mc(Memory Compiler)命令来编译成字节码,并且通过-c参数指定ClassLoader
mc -c 18b4aac2 OrderController.java -d ./

d. 热更新刚才修改后的代码
redefine -c 18b4aac2 OrderController.class

redefine success, size: 1

然后代码就更新成功了。

其他

如果java -jar选择启动某个应用的时候,报下面的错
java -jar arthas-boot.jar

[INFO] arthas-boot version: 3.1.4

[INFO] Process 11544 already using port 3658

[INFO] Process 11544 already using port 8563

[INFO] Found existing java process, please choose one and hit RETURN.

* [1]: 11544

  [2]: 119504 cn.test.MobileApplication

  [3]: 136340 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher

  [4]: 3068

2 #选择第2个启动

[ERROR] Target process 119504 is not the process using port 3658, you will connect to an unexpected process.

[ERROR] 1. Try to restart arthas-boot, select process 11544, shutdown it first with running the 'shutdown' command.

[ERROR] 2. Or try to use different telnet port, for example: java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9998 --http-port -1

复制代码

注意提示[ERROR] 1,只需要进入11544这个应用,然后执行shutdown关闭这个应用就可以启动了
- EOF -
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