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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
- 这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？
- 我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
- 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？
- 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！
- 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
- 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
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
然后输入数字，选择你想要监听的应用，回车即可
常用命令
查询arthas版本
[arthas@79952]$ version
3.1.4
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 |
[arthas@79952]$ 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.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@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-info cn.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$AppClassLoader@18b4aac2
+-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@480bdb19
classLoaderHash 18b4aac2
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
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] | 在方法调用之前观察 |
| [e] | 在方法异常之后观察 |
| [s] | 在方法返回之后观察 |
| [f] | 在方法结束之后(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] result=@ArrayList[
@Object[][ # 这个就是出参，params
@RequestFacade[org.apache.catalina.connector.RequestFacade@1d81dbd7],
@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
log=@Logger[Logger[cn.test.db.common.vo.ResponseVo]],
success=@Boolean[true],
message=@String[Ok],
count=@Integer[0],
code=@Integer[1000],
data=@HashMap[isEmpty=false;size=1],
],
]
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] result=@ArrayList[
@Object[][
@RequestFacade[
request=@Request[org.apache.catalina.connector.Request@d04e652],
sm=@StringManager[org.apache.tomcat.util.res.StringManager@7ae7a97b],
],
@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.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@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.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@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)
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 sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
classLoaderHash 18b4aac2 #改日志级别时要用到它
level INFO
effectiveLevel INFO
... ... ... ...
更新日志级别
logger --name ROOT --level debug
update logger level success.
如果执行这个命令时出错：update logger level fail.
指定classLoaderHash重试一下试试
logger -c 18b4aac2 --name ROOT --level debug
update logger level success.
8、dashboard
查看当前系统的实时数据面板 这个命令可以全局的查看jvm运行状态，比如内存和cpu占用情况
dashboard
ID NAME GROUP PRIORITY STATE %CPU TIME INTERRUPT DAEMON
17 Abandoned connection cleanup main 5 TIMED_WAI 0 0:0 false true
1009 AsyncAppender-Worker-arthas-c system 5 WAITING 0 0:0 false true
5 Attach Listener system 5 RUNNABLE 0 0:0 false true
23 ContainerBackgroundProcessor[ main 5 TIMED_WAI 0 0:0 false true
55 DestroyJavaVM main 5 RUNNABLE 0 0:11 false false
3 Finalizer system 8 WAITING 0 0:0 false true
18 HikariPool-1 housekeeper main 5 TIMED_WAI 0 0:0 false true
39 NioBlockingSelector.BlockPoll main 5 RUNNABLE 0 0:0 false true
2 Reference Handler system 10 WAITING 0 0:0 false true
4 Signal Dispatcher system 9 RUNNABLE 0 0:0 false true
69 System Clock main 5 TIMED_WAI 0 0:34 false true
25 Thread-2 main 5 TIMED_WAI 0 0:0 false false
37 Timer-0 main 5 TIMED_WAI 0 0:0 false true
Memory used total max usage GC
heap 216M 415M 3614M 5.99% gc.ps_scavenge.count 96
ps_eden_space 36M 78M 1276M 2.90% gc.ps_scavenge.time(ms) 3054
ps_survivor_space 17M 38M 38M 46.53% gc.ps_marksweep.count 4
ps_old_gen 161M 298M 2711M 5.97% gc.ps_marksweep.time(ms) 804
nonheap 175M 180M -1 97.09%
code_cache 35M 35M 240M 14.85%
ID: Java级别的线程ID，注意这个ID不能跟jstack中的nativeID一一对应 我们可以通过 thread id 查看线程的堆栈 信息
thread 2
"Reference Handler" Id=2 WAITING on java.lang.ref.Reference$Lock@66ad4272
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on java.lang.ref.Reference$Lock@66ad4272
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)
at java.lang.ref.Reference$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
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
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