相信很多人都有这样一种感受，自己写的代码在开发、测试环境跑的稳得一笔，可一到线上就抽风，不是缺这个就是少那个反正就是一顿报错，而线上调试代码又很麻烦，让人头疼得很。不过, 阿里巴巴出了一款名叫Arthas的工具，可以在线分析诊断Java代码，让人眼前一亮。
Arthas 是什么?
Arthas(阿尔萨斯) 是阿里开源的一个Java在线分析诊断工具。
Arthas 能解决啥问题？
在日常开发上线过程中，我们多多少少都会遇到下边这些问题，苦于无法在线调试，「只能通过老鸟的经验来硬分析bug，效率上不去还总开口问别人答疑解惑，多少有些不好意思」。
- 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？
- 线上代码有错误，不想重新发布？那能不能改class文件替换一下？
Arthas两种安装、启动方式
1、jar包启动
- wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
- java -jar arthas-boot.jar --target-ip 0.0.0.0
首先想用arthas调试项目，服务器必须要有运行着的Java服务，demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar就是我启动的测试项目，启动arthas后它会自动检测本地所有的Java服务列出来，我们只需按照序号输入想要调试的项目即可，选1进入对应进程的arthas交互平台
- [root@iz2zehzeir87zi8q99krk1z data]# java -jar arthas-boot.jar --target-ip 172.17.72.201
- [INFO] arthas-boot version: 3.1.0
- [INFO] Found existing java process, please choose one and hit RETURN.
- * [1]: 28679 demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar
2、在线安装
- curl -L https://alibaba.github.io/arthas/install.sh | sh
执行上面的命令会在所在的文件中生成as.sh执行文件
启动arthas
- ./as.sh PID #进程id 指定JAVA进程id
- ./as.sh -h #h来获取更多参数信息
- 3、远程连接：
「要想使用arthas服务的 web console必须对外暴露本机ip」
- java -jar arthas-boot.jar --target-ip 172.17.72.201
- java -jar arthas-boot.jar --telnet-port 9999 --http-port -1
- ./as.sh --target-ip 0.0.0.0
- ./as.sh --telnet-port 9999 --http-port -1
访问arthas控制台也有两种方法
「(1)、web console 界面」
「重点说明」：--target-ip 的ip 一定要是arthas所在机器对外暴露的ip，「但如果用的是阿里云机器必须要使用私有ip启动arthas服务，但访问必须是公网IP」
「(2)、telnet方式」
- telnet 10.0.2.5 8563
访问 http://59.110.218.9:8563/ ，进入交互平台
Arthas 命令使用
1、Dashboard 命令
查看当前系统的实时数据面板，例如：服务器thread信息、内存memory、GC回收等情况
2、Thread（线程监控）
- $ thread -n 3
- "as-command-execute-daemon" Id=57 cpuUsage=72% RUNNABLE
- at sun.management.ThreadImpl.dumpThreads0(Native Method)
- at sun.management.ThreadImpl.getThreadInfo(ThreadImpl.java:448)
- at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand.processTopBusyThreads(ThreadCommand.java:133)
- at com.taobao.arthas.core.command.monitor200.ThreadCommand.process(ThreadCommand.java:79)
- at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl.process(AnnotatedCommandImpl.java:82)
- at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl.access$100(AnnotatedCommandImpl.java:18)
- at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl$ProcessHandler.handle(AnnotatedCommandImpl.java:111)
- at com.taobao.arthas.core.shell.command.impl.AnnotatedCommandImpl$ProcessHandler.handle(AnnotatedCommandImpl.java:108)
- at com.taobao.arthas.core.shell.system.impl.ProcessImpl$CommandProcessTask.run(ProcessImpl.java:370)
- at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
- at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
- at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
- Number of locked synchronizers = 1
- - java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7
「可以看到这个线程是被synchroned关键字锁导致的阻塞」 ，目前只支持找出synchronized关键字阻塞住的线程， 如果是java.util.concurrent.Lock， 目前还不支持。
- Number of locked synchronizers = 1
- - java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7
- thread -n 3 #当前最忙的前N个线程
- thread -b, ##找出当前阻塞其他线程的线程
- thread -n 3 -i 1000 #间隔一定时间后展示
「重点学习」：thread -b, ##「找出当前阻塞其他线程的线程」
3、JVM （jvm实时运行状态，内存使用情况等）
- $ jvm
- RUNTIME
- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- MACHINE-NAME 28679@iz2zehzeir87zi8q99krk1z
- JVM-START-TIME 2019-03-28 17:32:16
- MANAGEMENT-SPEC-VERSION 1.2
- SPEC-NAME Java Virtual Machine Specification
- SPEC-VENDOR Oracle Corporation
- SPEC-VERSION 1.8
- VM-NAME Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM
- VM-VENDOR Oracle Corporation
- VM-VERSION 25.191-b12
- INPUT-ARGUMENTS []
- CLASS-PATH demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar
- BOOT-CLASS-PATH /usr/local/jdk/jre/lib/resources.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/rt.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/sunrsasign.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jsse.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jce.jar
- :/usr/local/jdk/jre/lib/charsets.jar:/usr/local/jdk/jre/lib/jfr.jar:/usr/local/jdk/jre/classes
- LIBRARY-PATH /usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib
4、trace (当前方法内部调用路径，路径上每个节点的耗时)
- $ trace #类名 #方法名
对于执行耗时相对较长的方法，调用链路耗时属性会高亮显示方便排查
参数 -j 可以过滤jdk的函数 trace -j com.example.demo.controller index2 参数 #cost 可以按执行耗时毫秒ms过滤 trace -j com.example.demo.controller index2 ’#cost >10‘
5、watch
当前方法执行数据观测，能观察到的范围为：返回值、抛出异常、入参
- $ trace #类名 #方法名 "{params,target,returnObj，throwExp }"
- OGNL 表达式 {params,target,returnObj，throwExp }
throwExp：异常 params ：入参（数组），单个参数params【0】 returnObj：返回值
- $ watch com.example.demo.controller index2 "{params,target,returnObj}" -x 5
- Press Q or Ctrl+C to abort.
- Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 81 ms.
- ts=2019-03-29 14:24:14; [cost=1000.746582ms] result=@ArrayList[
- @Object[][
- @String[辛志富],
- ],
- @controller[
- ],
- @String[index2],
- ]
6、stack
当前方法被调用的路径，显示当前方法被那些方法调用
- public static String uuidOne() {
- return uuidTwo();
- }
- public static String uuidTwo() {
- return UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
- }
- $ stack com.example.demo.controller uuidTwo
- Press Q or Ctrl+C to abort.
- Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 58 ms.
- ts=2019-03-29 14:38:19;thread_name=http-nio-8888-exec-5;id=13;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@525b461a
- @com.example.demo.controller.uuidOne()
- at com.example.demo.controller.index2(controller.java:31)
- at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor36.invoke(null:-1)
- at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
7、monitor 命令
监控类、方法的调用进行监控，调用次数、成功次数、失败次数、平均响应时长、失败率等
- $ monitor -c 4 com.example.demo.controller uuidTwo
- Press Q or Ctrl+C to abort.
- Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 56 ms.
- timestamp class method total success fail avg-rt(ms) fail-rate
- --------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 2019-03-29 14:55:40 com.example.demo.controller uuidTwo 7 7 0 0.18 0.00%
8、classloader 命令
将JVM中所有的类加载器统计出来，树状展示
- $ classloader #每种classloader加载类的个树
- name numberOfInstances loadedCountTotal
- org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader 1 4463
- com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader 2 3631
- BootstrapClassLoader 1 2961
- java.net.FactoryURLClassLoader 1 835
- sun.misc.Launcher$AppClassLoader 1 46
- sun.reflect.DelegatingClassLoader 41 41
- sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 1 25
- Affect(row-cnt:7) cost in 7 ms.
- $ classloader -t # 类加载器间的层级关系
- +-BootstrapClassLoader
- +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1959f618
- +-com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader@5fc476c6
- +-com.taobao.arthas.agent.ArthasClassloader@5017e14b
- +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@5c647e05
- +-java.net.FactoryURLClassLoader@4ad317f0
- +-org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418
- Affect(row-cnt:7) cost in 5 ms
线上代码热更新（动态修改上线项目代码）
手动在代码中抛异常，「不停机不重新发包的情况下，修改线上代码」
启动服务也达到我们预期异常
「替换代码的流程：」
1、jad命令 将需要更改的文件先进行反编译，保存下来 ，编译器修改
- $ jad --source--only com.example.demo.DemoApplication > /data/DemoApplication.java
在这里插入图片描述
修改完以后需要将类重新加载到JVM
2、SC命令 查找当前类是哪个classLoader加载的
- $ sc -d *DemoApplication | grep classLoader
- classLoaderHash 20ad9418 #类加载器 编号
- $ sc -d *DemoApplication | grep classLoader
- classLoaderHash 20ad9418 #类加载器 编号
3、MC命令 用指定的classloader重新将类在内存中编译
- $ mc -c 20ad9418 /data/DemoApplication.java -d /data
- Memory compiler output:
- /data/com/example/demo/DemoApplication.class
4、redefine命令 将编译后的类加载到JVM
上边编译后的.class文件地址
- $ redefine /data/com/example/demo/DemoApplication.class
- redefine success, size: 1
「文件替换后我们再次访问一下程序，发现异常没有了程序已经是我们修改正确后的，class文件替换成功」
总结
这样我们就用arthas现实了不停机、不发包替换了生产环境的Java代码，功能确实比较强大，本文只揭开了arthas强大功能的冰山一角，后续将出更详细的文章，方便大家一起学习。
越懒越勤快
arthas的整体功能虽然很强大，但命令行的输入方式让我头疼不已，岁数大了记忆力真的下降严重，而且作为一个贼 TM 懒的程序员，让我去记住如此多的命令和参数，简直是要了老命。又一次因为懒让我勤快起来，我决定做个arthas命令可视化平台。
「设计初衷」：设计这个平台的初衷很简单，就是让程序员们把更多的精力放在问题的排查上，而不是记那么多枯燥无趣的命令。本身我也不是一个愿意死记硬背的人，觉得脑子里还是应该多放一些有趣、有意义的东西。可能在用惯了命令行的大佬眼里，这个功能比较鸡肋，甚至有点多余，但毕竟像我这样平凡的人更多一些，每天还陷入在重复的工作当中，工作量能减一点就多轻松一点嘛。
