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系统稳定性—Java诊断工具Arthas使用

作者：互联网

Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具，深受开发者喜爱。

当你遇到以下类似问题而束手无策时，Arthas可以帮助你解决：

  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？
  7. 怎么快速定位应用的热点，生成火焰图？
  8. 怎样直接从JVM内查找某个类的实例？

Arthas支持JDK 6+，支持Linux/Mac/Windows，采用命令行交互模式，同时提供丰富的 Tab 自动补全功能，进一步方便进行问题的定位和诊断。

快速开始

使用arthas-boot(推荐)

下载arthas-boot.jar，然后用java -jar的方式启动：

curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

打印帮助信息：

java -jar arthas-boot.jar -h

使用as.sh

Arthas支持在Linux/Unix/Mac等平台上一键安装，请复制以下内容，并粘贴到命令行中，敲 回车 执行即可：

curl -L https://arthas.aliyun.com/install.sh | sh

上述命令会下载启动脚本文件 as.sh 到当前目录，你可以放在任何地方或将其加入到 $PATH 中。

直接在shell下面执行./as.sh，就会进入交互界面。

也可以执行./as.sh -h来获取更多参数信息。

案例展示

Dashboard

当前系统的实时数据面板，按 ctrl+c 退出。
当运行在Ali-tomcat时，会显示当前tomcat的实时信息，如HTTP请求的qps, rt, 错误数, 线程池信息等等。

参数说明

参数名称 参数说明
[i:] 刷新实时数据的时间间隔 (ms)，默认5000ms
[n:] 刷新实时数据的次数

Thread

查看当前线程信息，查看线程的堆栈

参数说明

参数名称 参数说明
id 线程id
[n:] 指定最忙的前N个线程并打印堆栈
[b] 找出当前阻塞其他线程的线程
[i value] 指定cpu使用率统计的采样间隔，单位为毫秒，默认值为200
[--all] 显示所有匹配的线程

cpu使用率是如何统计出来的？

这里的cpu使用率与linux命令top -H -p <pid> 的线程%CPU类似，一段采样间隔时间内，当前JVM里各个线程的增量cpu时间与采样间隔时间的比例。

工作原理说明：

注意： 这个统计也会产生一定的开销（JDK这个接口本身开销比较大），因此会看到as的线程占用一定的百分比，为了降低统计自身的开销带来的影响，可以把采样间隔拉长一些，比如5000毫秒。

另外一种查看Java进程的线程cpu使用率方法：可以使用show-busy-java-threads这个脚本

使用参考

支持一键展示当前最忙的前N个线程并打印堆栈：thread -n 3

注意：线程栈为第二采样结束时获取，不能表明采样间隔时间内该线程都是在处理相同的任务。建议间隔时间不要太长，可能间隔时间越大越不准确。 可以根据具体情况尝试指定不同的间隔时间，观察输出结果。

当没有参数时，显示第一页线程的信息

默认按照CPU增量时间降序排列，只显示第一页数据。

thread –all, 显示所有匹配的线程

显示所有匹配线程信息，有时需要获取全部JVM的线程数据进行分析。

thread id, 显示指定线程的运行堆栈

thread 1

thread -b, 找出当前阻塞其他线程的线程

有时候我们发现应用卡住了， 通常是由于某个线程拿住了某个锁， 并且其他线程都在等待这把锁造成的。 为了排查这类问题， arthas提供了thread -b， 一键找出那个罪魁祸首。

thread b

注意， 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。

thread -i, 指定采样时间间隔

thread –state ，查看指定状态的线程

thread --state WAITING

jvm

查看当前JVM信息

sysprop

查看当前JVM的系统属性(System Property )

sysenv

查看当前JVM的环境属性(System Environment Variables)

vmoption

查看，更新VM诊断相关的参数

perfcounter

查看当前JVM的 Perf Counter信息

logger

查看logger信息，更新logger level

jad

反编译指定已加载类的源码

jad 命令将 JVM 中实际运行的 class 的 byte code 反编译成 java 代码，便于你理解业务逻辑；

参数说明

参数名称 参数说明
class-pattern 类名表达式匹配
[c:] 类所属 ClassLoader 的 hashcode
[classLoaderClass:] 指定执行表达式的 ClassLoader 的 class name
[E] 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配

使用参考

反编译java.lang.String

jad java.lang.String

反编译时只显示源代码

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 /retransform 命令结合使用。

jad --source-only demo.MathGame

反编译指定的函数

jad demo.MathGame main

反编译时不显示行号

--lineNumber 参数默认值为true，显示指定为false则不打印行号。

jad demo.MathGame main --lineNumber false

反编译时指定ClassLoader

当有多个 ClassLoader 都加载了这个类时，jad 命令会输出对应 ClassLoader</span> 实例的 <span class="pre">hashcode ，然后你只需要重新执行 jad 命令，并使用参数 -c <hashcode> 就可以反编译指定 ClassLoader 加载的那个类了；

jad org.apache.log4j.Logger
对于只有唯一实例的ClassLoader还可以通过--classLoaderClass指定class name，使用起来更加方便：

--classLoaderClass 的值是ClassLoader的类名，只有匹配到唯一的ClassLoader实例时才能工作，目的是方便输入通用命令，而-c <hashcode>是动态变化的。

mc

Memory Compiler/内存编译器，编译.java文件生成.class。

mc /tmp/Test.java

可以通过-c参数指定classloader：

mc -c 327a647b /tmp/Test.java

也可以通过<span class="pre">--classLoaderClass</span>参数指定ClassLoader：

mc --classLoaderClass org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader

可以通过-d命令指定输出目录：

mc -d /tmp/output /tmp/ClassA.java /tmp/ClassB.java

编译生成.class文件之后，可以结合 retransform 命令实现热更新代码。

retransform

加载外部的.class文件，retransform 热更新jvm已加载的类。

retransform /tmp/Test.class
retransform -c 327a647b /tmp/Test.class /tmp/Test\$Inner.class

sc

查看JVM已加载的类信息
“Search-Class” 的简写，这个命令能搜索出所有已经加载到 JVM 中的 Class 信息，这个命令支持的参数有 [d]、[E]、[f] 和 [x:]。

参数说明

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
[E] 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配
[f] 输出当前类的成员变量信息（需要配合参数-d一起使用）
[x:] 指定输出静态变量时属性的遍历深度，默认为 0，即直接使用 toString 输出
[c:] 指定class的 ClassLoader 的 hashcode
[classLoaderClass:] 指定执行表达式的 ClassLoader 的 class name
[n:] 具有详细信息的匹配类的最大数量（默认为100）

vmtool

vmtool 利用JVMTI接口，实现查询内存对象，强制GC等功能。

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，但这个方法被执行的路径非常多，或者你根本就不知道这个方法是从那里被执行了，此时你需要的是 stack 命令。

参数说明
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:] 执行次数限制

这里重点要说明的是观察表达式，观察表达式的构成主要由 ognl 表达式组成，所以你可以这样写"{params,returnObj}"，只要是一个合法的 ognl 表达式，都能被正常支持。

观察的维度也比较多，主要体现在参数 advice 的数据结构上。Advice 参数最主要是封装了通知节点的所有信息。

使用例子

stack demo.MathGame primeFactors

据条件表达式来过滤

stack demo.MathGame primeFactors 'params[0]<0' -n 2

据执行时间来过滤

stack demo.MathGame primeFactors '#cost>5'

Trace

方法内部调用路径，并输出方法路径上的每个节点上耗时

trace 命令能主动搜索 class-pattern／method-pattern 对应的方法调用路径，渲染和统计整个调用链路上的所有性能开销和追踪调用链路。

参数说明

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

这里重点要说明的是观察表达式，观察表达式的构成主要由 ognl 表达式组成，所以你可以这样写"{params,returnObj}"，只要是一个合法的 ognl 表达式，都能被正常支持。

观察的维度也比较多，主要体现在参数 advice 的数据结构上。Advice 参数最主要是封装了通知节点的所有信息。

Watch

方法执行数据观测

让你能方便的观察到指定方法的调用情况。能观察到的范围为：返回值、抛出异常、入参，通过编写 OGNL 表达式进行对应变量的查看。

Monitor

方法执行监控

Time Tunnel(tt) (待完善)

方法执行数据的时空隧道，记录下指定方法每次调用的入参和返回信息，并能对这些不同的时间下调用进行观测

watch 虽然很方便和灵活，但需要提前想清楚观察表达式的拼写，这对排查问题而言要求太高，因为很多时候我们并不清楚问题出自于何方，只能靠蛛丝马迹进行猜测。

这个时候如果能记录下当时方法调用的所有入参和返回值、抛出的异常会对整个问题的思考与判断非常有帮助。

于是乎，TimeTunnel 命令就诞生了。

cat

打印文件内容，和linux里的cat命令类似。

grep

类似传统的grep命令。

标签：Java,java,ClassLoader,稳定性,线程,Arthas,参数,class,表达式
来源： https://www.cnblogs.com/ciel717/p/16185032.html