带你上手阿里开源的 Java 诊断利器：Arthas

本文适合有 Java 基础知识的人群。

本文作者：HelloGitHub-秦人

HelloGitHub 推出的《讲解开源项目》系列，今天给大家带来一款阿里开源的 Java 诊断利器 Arthas 项目—— Arthas

项目源码地址：https://github.com/alibaba/arthas

一、简介

为什么要用 Arthas？好多 Java 开发的小伙伴可能有遇到下面这些问题：

项目中导入了一个 jar 包的不同版本，那么这个类从哪个 jar 包加载的？线上环境为什么会报各种异常？
本地项目运行没问题，线上环境运行的结果为什么和本地不同？数据原因没有执行到？代码没有 commit？环境上使用的分支搞不对？
线上环境遇到偶先问题，难道只能通过加日志，调整项目日志级别，重新打包发布验证问题吗？
线上环境遇到某个用户的审批流程走的不对，线下环境无法重现，怎么在线上进行远程调试呢？
有没有一个监控系统的运行整体状况的功能？
JDK 自带了一些监控工具，本地可动态监控 JVM 运行状态，那么线上环境有什么办法可以监控到 JVM 的实时运行状态？
在线上环境怎么快速定位应用的热点，生成火焰图？

1.1 实现原理

整体宏观模块调用图如下：

1.2 主要功能

Arthas 提供的功能主要可以分为以下三个方面：

信息监控
- 进程运行基本信息包括：内存、CPU占用、线程信息、线程堆栈、线程数统计、环境变量信息。
- 对象信息：类对象静态属性、 Mbean 的属性信息、已加载类信息、类加载器、类方法信息。
方法调用
- 方法调用入参、返回值查看。
- 方法被调用的调用路径、调用耗时、方法调用次数、成功次数、失败次数等统计。
- 记录和重做方法调用。
类文件处理
- dump 已加载类的字节码、字节码反编译、类编译、类重新热加载。

二、安装和使用

2.1 Linux 环境使用

下面两个命令效果一样，都可以下载。

curl -O https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar

进入 Arthas 第一步需要选择项目

2.2 Docker 环境使用

进入一个之前已经启动的 Docker 容器，这里我进入了 tomcat7 容器。

docker ps -a #查看所有容器
docker cp arthas-boot.jar tomcat7:/home #拷贝 jar 到容器 home 目录
docker exec -it tomcat7 bash #进入名称叫 tomcat7 的容器
cd /home 
java -jar arthas-boot.jar #运行 jar 包

注意：选择的 Docker 容器必须是以 JDK 为基础依赖构建的。

在命令行输入 dashboard 就可以进入仪表板的所有数据。

2.3 在开发工具 IntelliJ IDEA 使用

Cloud Toolkit 是一个 IDE 插件，帮助开发者更高效地开发、测试、诊断并部署应用。方便地将本地应用一键部署到任意机器，或 ECS、EDAS、Kubernetes。这里只介绍一下连接远程服务器，使用 Arthas。

2.3.1 安装插件

在 File->Settings->Plugins 搜索 Alibaba Cloud Toolkit

插件安装完重启 IDEA。

2.3.2 使用工具

添加远程服务器，如下图操作：

服务器配置成功后，选择 More->Diagnostic 即可连接到服务器上。

2.3.3 运行效果

三、实战案例分析

以线上代码热更新，这里我写了一个小的 Sprinboot 项目，主要就是一个获取学习信息的接口。

@RestController
public class StudentConroller {

   @GetMapping("getUserInfo")
   public Student getUserInfo() {
      return new Student("小刘",12,"西安市雁塔区");
   }
}

通过 curl http://localhost:9000/getUserInfo，访问内容如下：

{"name":"小刘","id":12,"address":"西安市雁塔区"}

在服务运行要测试的项目 demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

nohup java -jar demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar & #后台运行
curl http://localhost:9000/getUserInfo #访问接口

运行 Arthas 主程序 arthas-boot.jar，选择进入demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar

使用 jad 反编译 StudentConroller.java 代码

jad --source-only com.example.demo.controller.StudentConroller > /tmp/StudentConroller.java

打开 /tmp/StudentConroller.java 下的文件，修改反编绎出来的代码，修改内容如下：

@RestController
public class StudentConroller {
   @GetMapping(value={"getUserInfo"})
   public Student getUserInfo() {
      return new Student("小刘1", 122, "西安市高新区");
   }
}

sc 命令查找加载 StudentConroller 的 ClassLoader

$ sc -d *StudentConroller | grep classLoaderHash
classLoaderHash   2e0fa5d3

mc 命令内存编绎代码

$ mc -c 2e0fa5d3 /tmp/StudentConroller.java -d /tmp
Memory compiler output:/tmp/com/example/demo/arthas/user/controller/StudentConroller.class
Affect(row-cnt:1) cost in 346 ms

redefine 命令热更新代码

$ redefine /tmp/com/example/demo/controller/StudentConroller.class
redefine success, size: 1

检测热更新结果再次访问 curl http://localhost:9000/getUserInfo，显示如下内容：

用 Arthas 的 jad/mc/redefine 一条龙命令来线上热更新代码非常强大，但也很危险，要做好权限管理哦。

四、总结

本文开头讲 Arthas 有什么作用、我们为什么要用它。接着讲了三种场景是如何使用 Arthas。最后以 Java 代码在线热部署为例，感受了 Arthas 的强大。看到这里我想你也对 Arthas 工具有了一个简单的认识。

现在的趋势开发人员做了久了慢慢就变为 DevOps，了解更多的底层逻辑也能更好的反馈到代码层面的上层建筑。

本文只能带大家入门，Arthas 还有更多强大的功能等待你的发现！

五、附录

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