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相信很多人都有這樣一種感受，自己寫的代碼在開發(fā)、測(cè)試環(huán)境跑的穩(wěn)得一筆，可一到線上就抽風(fēng)，不是缺這個(gè)就是少那個(gè)反正就是一頓報(bào)錯(cuò)，而線上調(diào)試代碼又很麻煩，讓人頭疼得很。不過, 阿里巴巴出了一款名叫Arthas的工具，可以在線分析診斷Java代碼，讓人眼前一亮。

Arthas 是什么?

Arthas(阿爾薩斯) 是阿里開源的一個(gè)Java在線分析診斷工具。

Arthas 能解決啥問題？

在日常開發(fā)上線過程中，我們多多少少都會(huì)遇到下邊這些問題，苦于無法在線調(diào)試，「只能通過老鳥的經(jīng)驗(yàn)來硬分析bug，效率上不去還總開口問別人答疑解惑，多少有些不好意思」。

• 這個(gè)類從哪個(gè) jar 包加載的？為什么會(huì)報(bào)各種類相關(guān)的 Exception？
• 我改的代碼為什么沒有執(zhí)行到？難道是我沒 commit？分支搞錯(cuò)了？
• 遇到問題無法在線上 debug，難道只能通過加日志再重新發(fā)布嗎？
• 線上遇到某個(gè)用戶的數(shù)據(jù)處理有問題，但線上同樣無法 debug，線下無法重現(xiàn)！
• 是否有一個(gè)全局視角來查看系統(tǒng)的運(yùn)行狀況？
• 有什么辦法可以監(jiān)控到JVM的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)？
• 線上代碼有錯(cuò)誤，不想重新發(fā)布？那能不能改class文件替換一下？

Arthas兩種安裝、啟動(dòng)方式

1、jar包啟動(dòng)

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調(diào)試項(xiàng)目，服務(wù)器必須要有運(yùn)行著的Java服務(wù)，demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar就是我啟動(dòng)的測(cè)試項(xiàng)目，啟動(dòng)arthas后它會(huì)自動(dòng)檢測(cè)本地所有的Java服務(wù)列出來，我們只需按照序號(hào)輸入想要調(diào)試的項(xiàng)目即可，選1進(jìn)入對(duì)應(yīng)進(jìn)程的arthas交互平臺(tái)

[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、在線安裝

curl -L https://alibaba.github.io/arthas/install.sh | sh 

執(zhí)行上面的命令會(huì)在所在的文件中生成as.sh執(zhí)行文件

啟動(dòng)arthas

./as.sh PID #進(jìn)程id 指定JAVA進(jìn)程id 
./as.sh -h #h來獲取更多參數(shù)信息 
 
3、遠(yuǎn)程連接： 

「要想使用arthas服務(wù)的 web console必須對(duì)外暴露本機(jī)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 

訪問arthas控制臺(tái)也有兩種方法

「(1)、web console 界面」

「重點(diǎn)說明」：--target-ip 的ip 一定要是arthas所在機(jī)器對(duì)外暴露的ip，「但如果用的是阿里云機(jī)器必須要使用私有ip啟動(dòng)arthas服務(wù)，但訪問必須是公網(wǎng)IP」

「(2)、telnet方式」

telnet 10.0.2.5 8563 

訪問 http://59.110.218.9:8563/ ，進(jìn)入交互平臺(tái)

Arthas 命令使用

1、Dashboard 命令

查看當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)面板，例如：服務(wù)器thread信息、內(nèi)存memory、GC回收等情況

2、Thread（線程監(jiān)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 

「可以看到這個(gè)線程是被synchroned關(guān)鍵字鎖導(dǎo)致的阻塞」 ，目前只支持找出synchronized關(guān)鍵字阻塞住的線程， 如果是java.util.concurrent.Lock， 目前還不支持。

Number of locked synchronizers = 1 
- java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker@a2f70c7 
thread -n 3 #當(dāng)前最忙的前N個(gè)線程 
thread -b, ##找出當(dāng)前阻塞其他線程的線程 
thread -n 3 -i 1000 #間隔一定時(shí)間后展示 

「重點(diǎn)學(xué)習(xí)」：thread -b, ##「找出當(dāng)前阻塞其他線程的線程」

3、JVM （jvm實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，內(nèi)存使用情況等）

$ 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 (當(dāng)前方法內(nèi)部調(diào)用路徑，路徑上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的耗時(shí))

$ trace #類名 #方法名  

對(duì)于執(zhí)行耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)的方法，調(diào)用鏈路耗時(shí)屬性會(huì)高亮顯示方便排查

參數(shù) -j 可以過濾jdk的函數(shù) trace -j com.example.demo.controller index2 參數(shù) #cost 可以按執(zhí)行耗時(shí)毫秒ms過濾 trace -j com.example.demo.controller index2 ’#cost >10‘

5、watch

當(dāng)前方法執(zhí)行數(shù)據(jù)觀測(cè)，能觀察到的范圍為：返回值、拋出異常、入?yún)?/p>

$ trace #類名 #方法名 "{params,target,returnObj，throwExp }"  

OGNL 表達(dá)式 {params,target,returnObj，throwExp } 

throwExp：異常 params ：入?yún)ⅲ〝?shù)組），單個(gè)參數(shù)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

當(dāng)前方法被調(diào)用的路徑，顯示當(dāng)前方法被那些方法調(diào)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

監(jiān)控類、方法的調(diào)用進(jìn)行監(jiān)控，調(diào)用次數(shù)、成功次數(shù)、失敗次數(shù)、平均響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)、失敗率等

$ 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

將JVM中所有的類加載器統(tǒng)計(jì)出來，樹狀展示

$ classloader #每種classloader加載類的個(gè)樹 
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 # 類加載器間的層級(jí)關(guān)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 

線上代碼熱更新（動(dòng)態(tài)修改上線項(xiàng)目代碼）

手動(dòng)在代碼中拋異常，「不停機(jī)不重新發(fā)包的情況下，修改線上代碼」

啟動(dòng)服務(wù)也達(dá)到我們預(yù)期異常

「替換代碼的流程：」

1、jad命令 將需要更改的文件先進(jìn)行反編譯，保存下來 ，編譯器修改

$ jad --source--only com.example.demo.DemoApplication > /data/DemoApplication.java 

在這里插入圖片描述

修改完以后需要將類重新加載到JVM

2、SC命令 查找當(dāng)前類是哪個(gè)classLoader加載的

$ sc -d *DemoApplication | grep classLoader 
classLoaderHash 20ad9418 #類加載器 編號(hào)    

3、MC命令 用指定的classloader重新將類在內(nèi)存中編譯

$ mc -c 20ad9418 /data/DemoApplication.java -d /data  
Memory compiler output: 
/data/com/example/demo/DemoApplication.class 

4、redefine命令 將編譯后的類加載到JVM

上邊編譯后的.class文件地址

$ redefine /data/com/example/demo/DemoApplication.class  
redefine success, size: 1 

「文件替換后我們?cè)俅卧L問一下程序，發(fā)現(xiàn)異常沒有了程序已經(jīng)是我們修改正確后的，class文件替換成功」

總結(jié)

這樣我們就用arthas現(xiàn)實(shí)了不停機(jī)、不發(fā)包替換了生產(chǎn)環(huán)境的Java代碼，功能確實(shí)比較強(qiáng)大，本文只揭開了arthas強(qiáng)大功能的冰山一角，后續(xù)將出更詳細(xì)的文章，方便大家一起學(xué)習(xí)。

越懶越勤快

arthas的整體功能雖然很強(qiáng)大，但命令行的輸入方式讓我頭疼不已，歲數(shù)大了記憶力真的下降嚴(yán)重，而且作為一個(gè)賊 TM 懶的程序員，讓我去記住如此多的命令和參數(shù)，簡(jiǎn)直是要了老命。又一次因?yàn)閼凶屛仪诳炱饋恚覜Q定做個(gè)arthas命令可視化平臺(tái)。

「設(shè)計(jì)初衷」：設(shè)計(jì)這個(gè)平臺(tái)的初衷很簡(jiǎn)單，就是讓程序員們把更多的精力放在問題的排查上，而不是記那么多枯燥無趣的命令。本身我也不是一個(gè)愿意死記硬背的人，覺得腦子里還是應(yīng)該多放一些有趣、有意義的東西?？赡茉谟脩T了命令行的大佬眼里，這個(gè)功能比較雞肋，甚至有點(diǎn)多余，但畢竟像我這樣平凡的人更多一些，每天還陷入在重復(fù)的工作當(dāng)中，工作量能減一點(diǎn)就多輕松一點(diǎn)嘛。